La RFID sur le qui-vive

Apparues il y a plus de 40 ans sous forme d’imposants antivols, les étiquettes d’identification par radiofréquence ont aujourd’hui beaucoup évolué, notamment grâce à des algorithmes sophistiqués et à la réduction des besoins énergétiques des puces. Les ingénieurs de Siemens développent ainsi des puces RFID qui empêcheront le piratagedes produits, suivront les compresses stériles des blocs opératoires et amélioreront la sécurité des transfusions en surveillant le maintien du sang à température constante.

Les puces RFID (photo ci-dessus) peuvent servir à compter les compresses abdominales au bloc opératoire (photo ci-contre), suivre le sang des donneurs ou encore empêcher les contrefaçons.

Des montres aux bijoux en passant par les vêtements, les robinets et les disques de frein, plus aucun produit n’échappe aux faussaires. Michael Braun, chef de projet des systèmes de sécurité RFID chez Siemens Corporate Technology à Munich, estime le préjudice économique mondial lié aux contrefaçons à au moins 56 milliards d’euros par an, un chiffre qu’il précise pourtant être le résultat d’une méthode de calcul relativement prudente. De son côté, l’OCDE (Organisation de coopération et de développement économiques) avance un chiffre cinq fois supérieur. Pour les fabricants, le piratage de produits représente une véritable menace, qui se traduit par un manque à gagner colossal. A l’instar des autorités monétaires qui sécurisent les billets de banque, les fabricants souhaitent protéger leurs produits par différents procédés : encres à couleur changeante, pigments réfléchissants, filigranes, hologrammes ou encore codes-barres.

Dans ce domaine, les étiquettes d’identification par radiofréquence (ou puces RFID) représentent la technologie la plus à même de compliquer la tâche des contrefacteurs. En effet, les systèmes RFID reposent sur une clé secrète reconnue par la puce et le lecteur selon une méthode dite symétrique. Ce type de puce peut, par exemple, stocker des données de produit chiffrées ou un numéro de série que le lecteur reçoit via un signal radio, avant d’utiliser la clé pour décoder les informations.

Toutefois, en tant qu’expert RFID, Michael Braun s’empresse de préciser que quiconque parvient à voler la clé secrète peut pirater ce système de sécurité symétrique. « ChezSiemens, nous avons donc opté pour une approche asymétrique fondée sur le concept de clé publique afin de développer un système infaillible », indique-t-il. Dans le cadre de cette méthode, le lecteur utilise une clé accessible par tous et, par conséquent, sans intérêt pour les hackers. L’étiquette RFID contient, quant à elle, une clé privée secrète dont se sert la puce pour coder une requête test au niveau du lecteur. La technique asymétrique est notamment exploitée pour l’encodage des e-mails et des signatures numériques.

Pour s’assurer que la clé privée n’est ni copiée ni transférée sur une autre puce, les chercheurs de Siemens ont également conçu un algorithme s’appuyant sur des courbes dites « elliptiques » (voir encadré). « L’étiquette RFID fournit une réponse différente à chaque requête du lecteur. Les malfaiteurs ne peuvent ainsi que cloner des informations obsolètes, donc inutiles pour pirater un système de sécurité », explique Michael Braun.Jusqu’à récemment, il était encore impossible d’appliquer ces méthodes aux puces RFID, qui disposent d’une puissance de calcul limitée. Désormais les chercheurs de Siemens ont résolu ce problème en optimisant les algorithmes. Ils ont remplacé le processeur programmable par des éléments de circuit fixes, non programmables, ce qui réduit sensiblement la consommation d’énergie et la taille de la puce, des facteurs de coût importants. Pour Michael Braun, cette nouvelle technologie devrait donc s’imposer sur le marché du contrôle d’authenticité.

Outre une sécurité maximale, cette méthode offre un autre avantage : son coût est près de 10 fois moins élevé qu’une solution comparable avec carte à puce. En outre, elle peut être utilisée tout au long de la chaîne de création de valeur – du fournisseur au client – à des fins d’authentification sans nécessiter de lien avec une base de données. Les chercheurs ont d’ores et déjà développé un prototype, qu’ils ont présenté à l’occasion du salon de l’informatique CeBIT 2009.

Des RFID au bloc

Dans la salle d’opération du centre hospitalier « Klinikum Rechts der Isar » de Munich, un patient étendu sur la table, la cavité abdominale ouverte, est opéré par des chirurgiens qui utilisent des compresses stériles pour contenir toute hémorragie. Les compresses disparaissent une à une entre les organes avant d’être immédiatement retirées puis jetées.

Une infirmière compte les compresses transmises aux chirurgiens et celles accumulées dans la poubelle pendant l’opération. Si leur nombre coïncide, il apparaît clairement qu’aucune compresse n’est restée dans le corps du patient. « Malgré cette procédure de contrôle, il arrive que, dans de rares cas, l’une d’elles soit oubliée », reconnaît Hubertus Feußner, chirurgien en chef, avant d’ajouter que cette erreur se produit environ une fois toutes les 5000 opérations (généralement abdominales), pouvant entraîner une infection mortelle.

Bien que les compresses stériles contiennent des bandes d’aluminium visibles lors des radiographies, leur position dans le corps peut parfois compliquer leur repérage sur les images médicales postopératoires. C’est pourquoi, en 2007, Siemens a lancé un programme de 3 ans en coopération avec Intel, Fujitsu Siemens et ce centre hospitalier de Munich afin de développer un système RFID capable de détecter les puces RFID tissées dans les compresses abdominales stériles et de les compter sur le plateau, dans le corps du patient et dans la poubelle. Une fois l’opération terminée, ce système affiche le nombre de compresses identifiées à chaque endroit.

« Mais ce système est encore loin d’être commercialisable », tempère Thomas Jell, responsable des solutions RFID chez Siemens IT Solutions and Services. Ainsi, les ingénieurs en  développement espèrent au moins doubler l’actuelle portée des puces radio, qui est de 50 cm, pour que l’antenne du lecteur qui se trouve sous la table d’opération puisse capter la puce RFID d’une compresse située dans le corps d’un patient obèse par exemple.

Il faudra alors intégrer dans les compresses abdominales une antenne sensiblement plus longue, et donc plus efficace, que celle du prototype précédent.

La fréquence de transmission du système RFID pose également problème. En émettant sur la haute fréquence standard de 13,56 MHz, il pourrait en effet interférer avec les équipements médicaux du bloc opératoire. Thomas Jell affirme que les produits Siemens ne seront bientôt plus concernés par ce phénomène : « Nous travaillons sur la compatibilité de notre système avec le matériel chirurgical actuel ».

Cependant, certains appareils médicaux, tels que les systèmes d’électrocoagulation, émettent des impulsions haute fréquence susceptibles d’interférer avec les systèmes RFID. Les chercheurs de Siemens ont ainsi développé un logiciel de lecture qui élimine tout simplement ces brèves coupures.

Désormais, les étiquettes RFID permettent de compter les compresses stériles au bloc opératoire, surveiller la température du sang des donneurs et suivre le sang tout au long de son parcours.

Suivi sanguin

Les étiquettes RFID pourraient également contribuer à sauver des vies en surveillant la température du sang des donneurs. En 2008, un consortium composé de Siemens, du fabricant français de poches à sang MacoPharma et du fabricant de cartes de circuits imprimés Schweizer Electronic de Schramberg, en Allemagne, a ainsi testé cliniquement un système RFID équipé d’un capteur de température, en collaboration avec la Faculté de médecine de Graz, en Autriche.

Ces nouvelles étiquettes RFID consignent des données, telles que le groupe sanguin, et suivent l’ensemble de la chaîne du froid du sang conservé, du donneur au receveur, ce qui s’avère primordial dans la mesure où le sang se détériore rapidement s’il n’est pas transporté et stocké à la bonne température.

« Le système enregistre non seulement la température de chaque poche à sang, mais optimise également la communication entre les centres de dons », explique Harald Speletz, directeur du service Solutions RFID de Siemens Process Automation à Linz, en Autriche. « Notre solution documente tout le parcours du sang, du donneur au receveur, et améliore sensiblement la sécurité des patients. Les scientifiques de Siemens se sont engagés à garantir, via ce système, la transparence de la chaîne du froid du sang conservé », ajoute-t-il.

Lors d’un don de sang, le personnel médical fixera ainsi, sur chaque poche, une puce RFID qui suivra le sang tout au long de son parcours, du sang total au concentré de cellules sanguines, y compris dans la centrifugeuse : ce système électronique, doté d’un capteur de température à pile, peut effectivement résister à une force centrifuge 5000 fois supérieure à la gravité terrestre.

« Ce système RFID de suivi du sang est désormais apte à être commercialisé », conclutHarald Speletz. Les étiquettes intelligentes devraient donc bientôt assurer la sécurité d’une multitude de procédures médicales.

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Auteur : Rolf Sterbak