La petite puce qui fait fonctionner les tickets du métro de Montréal

À l'intérieur de la petite puce qui fait fonctionner les tickets du métro de Montréal

Aperçu de la technologie NFC

• Les tickets du métro de Montréal utilisent la technologie NFC (Near-Field Communication).
• Un lecteur NFC (portique) et une étiquette NFC (ticket) échangent des données à courte distance via un champ magnétique.
• Le lecteur génère un champ magnétique pour alimenter l'étiquette en énergie et transmettre des données.

Structure du ticket

• Le ticket est en papier, mais il contient à l'intérieur une fine feuille de plastique et une antenne en feuille métallique.
• La puce NFC est si petite et si fine qu'on ne peut pratiquement pas la sentir à l'intérieur du ticket.

Fonctions de la puce

• La puce MIFARE Ultralight EV1 est conçue pour des tickets jetables à bas coût.
• La puce stocke les données dans une petite EEPROM et sert essentiellement à fournir ces données au lecteur.
• La puce possède un code d'identification unique (UID) de 7 octets, et l'accès à la mémoire peut être protégé par mot de passe.

Processus de photographie de la puce

• Plusieurs étapes sont nécessaires pour extraire la puce du ticket et ne laisser que la puce en silicium.
• La couche qui protège la surface de la puce est retirée afin d'observer sa structure interne.

Structure de la puce

• La majeure partie de la puce est constituée de logique numérique, avec notamment l'EEPROM et un circuit de pompe de charge qui élève la tension.
• Elle comprend aussi des circuits analogiques qui convertissent le signal de l'antenne en données numériques.

Méthode de transmission des données

• Au lieu de transmettre un signal via l'antenne, l'étiquette envoie ses données au lecteur à l'aide d'une technique appelée modulation de charge (load modulation).
• Le lecteur détecte les variations de tension de l'antenne pour extraire les données.

Procédé de fabrication de la puce

• La puce est fabriquée en procédé 180 nm, ce qui est ancien par rapport aux procédés de semi-conducteurs les plus récents.
• Comme elle vise un marché à bas coût, un procédé plus ancien est utilisé pour minimiser les coûts.

Logique à cellules standard

• Les circuits numériques de la puce sont implémentés avec une logique à cellules standard.
• La logique à cellules standard consiste à générer l'agencement de la puce à l'aide d'outils automatisés.

EEPROM

• La puce stocke les données dans l'EEPROM et comprend un circuit de pompe de charge qui génère une haute tension.

Conclusion

• Ces puces NFC peuvent être fabriquées à très bas coût, au point d'être utilisées comme consommables jetables.
• Les puces sont vendues au niveau de la tranche de silicium, puis le fabricant de tickets les monte sur une feuille d'antenne avant d'imprimer les tickets.

L'avis de GN⁺

• Avantages de la technologie NFC : la technologie NFC permet des transferts de données rapides et pratiques, et peut être utilisée dans de nombreux domaines.
• Questions de sécurité : la puce MIFARE Ultralight est peu sécurisée, ce qui la rend inadaptée aux applications avancées. Lorsqu'un niveau de sécurité plus élevé est nécessaire, il est préférable d'utiliser des puces comme DESFire.
• Coût de fabrication : sa production de masse à bas coût la rend adaptée à des usages comme les tickets jetables.
• Évolution technologique : même si elle est ancienne comparée aux procédés de semi-conducteurs actuels, elle reste utile sur le marché du low cost.
• Potentiel d'application : la technologie NFC peut être utilisée dans de nombreux secteurs, notamment le transport, le paiement et le contrôle d'accès.

[GN⁺]

Avis Hacker News

• La raison pour laquelle il a été conçu pour ressembler à une carte à puce est de le rendre plus facile à comprendre pour les gens, mais en réalité il utilise une autre technologie.
• La couche physique de communication est différente, mais les couches de protocole supérieures sont presque identiques. Les cartes à puce comme les cartes sans contact suivent toutes deux l’ISO 7816.
• L’écosystème des cartes à puce cherche à prendre en charge les cartes sans contact avec un minimum de changements. De nombreux appareils prennent en charge à la fois le contact et le sans contact.
• C’est similaire à la relation entre le WiFi et l’Ethernet filaire. La couche physique est différente, mais ils sont logiquement compatibles et le même logiciel prend en charge les deux.
• J’ai découvert ce type de ticket pour la première fois en Europe, et comme je ne pensais pas qu’il contenait une puce NFC, j’ai eu du mal à le scanner.
• Ma femme, qui n’est pas technicienne, a intuitivement pensé qu’il fallait simplement tapoter le ticket et a tout de suite compris.
• Les tags NFC peuvent être utilisés pour des automatisations basées sur la localisation à la maison ou dans la voiture. En tapotant le tag, le téléphone mobile peut déclencher une action locale ou un script SSH.
• Pour les personnes malvoyantes, on peut coller des tags NFC sur des objets afin que le téléphone lise une description audio.
• Mifare est utilisé depuis longtemps avec la carte Oyster de Londres et à Hong Kong. Mais aujourd’hui, les cartes sans contact ou le téléphone sont plus pratiques et génèrent moins de gaspillage.
• Cette technologie est vouée à disparaître bientôt. Utiliser une carte bancaire ou un téléphone est plus pratique. Il reste l’inconvénient de devoir faire la queue longtemps pour acheter un ticket.
• L’auteur est là pour répondre aux questions sur la puce NFC.
• J’aurais dû être plus attentif en laboratoire de chimie. Ce projet apporte des réponses à beaucoup de questions.
• Tous les transports publics de Moscou fonctionnent avec ce type de puce. Actuellement, ils utilisent un clone produit localement en Russie.
• Je pense que le papier et les codes-barres sont moins chers et plus simples, mais j’ai du mal à croire qu’une puce NFC soit plus complexe et plus coûteuse.
• Il faudrait une puce NFC avec un CPU et de la mémoire flash permettant d’écrire soi-même des programmes. Mais ces puces sont protégées par des NDA, donc inaccessibles.