RFIDタグ徹底解説：仕組み・規格・導入ポイントとセキュリティ対策
エバープレイ編集部はじめに：RFIDタグとは何か
RFID（Radio Frequency Identification）タグは、無線周波数を利用して物体の識別や追跡を行う自動認識技術です。バーコードと比べて非接触・複数同時読み取り・耐久性に優れるため、物流、製造、流通、医療、アクセス管理、電子パスポートなど幅広い分野で利用されています。本稿ではRFIDタグの基本構造、動作原理、周波数帯と規格、典型的な用途、導入時の実務的ポイント、セキュリティ上のリスクと対策、今後のトレンドまで詳しく解説します。
基本構造と動作原理
RFIDタグは大きく分けて「アンテナ」と「チップ（IC）」、およびタグ基材（ラベルやハウジング）で構成されます。タグの種類によっては内蔵バッテリを持つアクティブタグや、バッテリを持たないパッシブタグ、バッテリ補助のセミパッシブ（バッテリアシスト）タグがあります。
- パッシブタグ：リーダーからの電波を受けて電力を得て応答する。コストが低く、耐久性やサイズ面で有利。近距離～中距離用途に多用される。
- アクティブタグ：内蔵バッテリで自ら電波を送信できる。読み取り距離が長く、センサーやGPSなどの機能を併せ持つことが可能だが高価で大型。
- セミパッシブ（BAP）タグ：内部バッテリで内部回路を稼働させつつ、通信はバックscatterなどで行う。センサー機能を低消費電力で実装できる。
動作原理は周波数帯により異なります。LF/HF帯（低周波／高周波）では主に誘導結合（近接結合）を用い、アンテナコイル間の磁界でエネルギーとデータをやりとりします。一方、UHF帯では電波の反射（バックscatter）を利用し、より長距離で高速通信が可能です。
周波数帯と代表的な特性
主な周波数帯と特徴は以下の通りです。
- LF（低周波）：約125kHz前後 — 金属や液体に比較的強く、動物のマイクロチップや車両アクセスで利用。読み取り距離は数センチ程度と短い。
- HF（高周波）：13.56MHz — NFC（近距離通信）はこの帯域の一部。図書館、スマートカード、電子パスポート、決済などで多用。読み取り距離は数センチ～1m程度（用途による）。
- UHF（超高周波）：おおむね860〜960MHz帯 — 物流向けの長距離読み取り（数メートルから十数メートル）が可能。アンテナ設計や環境の影響（特に金属・液体）を受けやすい。
- マイクロ波帯（例：2.45GHzなど） — 特殊用途や一部の通信技術で利用されることがあるが、一般的なRFIDではLF/HF/UHFが主流。
周波数割当や送信出力の規制は地域ごとに異なるため、導入時は対象国の規制（周波数帯域、送信出力、チャンネル等）に従う必要があります。
主要な規格とプロトコル
RFIDには複数の国際規格が存在します。代表的なもの：
- ISO/IEC 18000シリーズ：無線周波数空間でのRFID通信を規定するシリーズ（各周波数帯別にパートがある）。
- EPCglobal / GS1（例：EPC Gen2、ISO 18000-6C）：UHF物流用途で広く採用される規格。EPC（Electronic Product Code）体系に基づく識別が行われる。
- ISO/IEC 14443・15693：13.56MHz帯の近距離カード向け規格。NFCはこれらの上位互換的な仕様や相互運用性を提供する事が多い。
- NFCフォーラム：NFC機器間の相互運用性やデータフォーマット（NDEF）などを定義。
特にUHFのEPC Gen2は物流向けのデファクトスタンダードで、タグメモリの構造（EPC、TID、Userメモリ等）やアンチコリジョン（複数タグ同時読み取り）などが規定されています。
典型的な用途と事例
- サプライチェーン・物流：パレットや個品の自動在庫管理、入出荷トレース。大量のアイテムを迅速に読み取れるUHFが多用される。
- 小売：商品管理、セルフチェックアウト、防盗タグ。RFIDによる棚卸の効率化で労務削減が期待される。
- 資産管理：医療機器、工具、IT資産などのトラッキング。タグに寿命や校正情報を持たせることができる。
- アクセス制御・決済・パスポート：MIFARE系カード、NFC決済、電子旅券（ePassport）はHF帯の典型例。セキュリティ要件が高い分野である。
- スマートシェルフ・IoT連携：温度センサー内蔵タグや動体検知タグを用いてサプライチェーンでの温度監視や状態監視を行う事例。
導入時の実務的ポイント
RFIDシステムはハードウェア（タグ、リーダー、アンテナ）、ソフトウェア（ミドルウェア、データベース）、業務プロセスが密接に関係します。注意点：
- タグ選定：用途、読み取り距離、環境（金属・液体の有無）、取り付け場所、耐候性、コストを考慮。金属面用タグや液体近傍用の特殊タグもある。
- リーダー・アンテナ配置：アンテナの向き、偏波、トンネルやゲート通過時の設計、複数アンテナの干渉対策を行う。現地でのフィールドテスト（サイトサーベイ）は必須。
- 規格・データ設計：EPCや業務IDの付与ルール、データの永続性（履歴保持）やLAN/クラウド連携を設計する。
- ミドルウェア：大量タグの読み取り結果を正規化・デデュープするためのミドルウェアと、ERP/WMS等との連携は重要。
- コスト評価：タグ単価だけでなく、リーダー、アンテナ配備、インフラ、ソフトウェア、運用工数を含めたTCO（総所有コスト）で評価する。
セキュリティとプライバシーの課題
RFIDは無線通信であるため、盗聴（イーブスドロップ）、タグの複製（クローン化）、リレイ攻撃、スキミングなどのリスクがあります。主な対策：
- 認証・暗号化：相互認証やタグ内データの暗号化（AESなど）を利用する。高セキュリティ用途ではDESFireやMIFARE DESFire EVx、ISO/IEC 29167（RFIDセキュリティ）等の採用を検討する。
- アクセス制御：メモリ領域に読み取り/書き込みのパスワードやアクセス条件を設定する。『kill』コマンドでタグを無効化する機能を使える場合があるが、取り扱いは慎重に。
- 物理的対策：屏蔽（フォイルケース、ファラデー袋）、タグ配置の工夫、ロック機構の併用。
- 運用／法的対策：顧客や従業員に対するプライバシー通知、取得データの保持方針やアクセスログ管理を整備する。
実運用では、セキュアな鍵管理、定期的な脆弱性評価、既知の脆弱なタグ（暗号が弱い旧型MIFARE Classicなど）は避けることが推奨されます。
環境要因とパフォーマンス指標
RFIDの性能は環境に大きく影響されます。金属表面や水分はUHFの読み取りを阻害する一方で、LFはこれらの影響を受けにくい傾向があります。導入評価で重視する指標：
- 読み取り率（Read rate）／読み取り成功率
- 在庫棚卸スピード（Throughput）
- 読み取り距離（実測値）
- 誤検出（False positive）や見落とし（False negative）の発生率
実測テストを行い、業務要件（例えば、ゲートを通過するすべてのパレットを確実に読み取る等）を満たす調整が必要です。
コスト動向とタグ選択の目安
パッシブUHFタグは大量導入で数セント～数十セント台まで低下しており、用途と数量によっては非常にコスト効果が高くなります。HF/NFCタグは決済やカード用途での機能要件により価格帯が異なります。アクティブタグは数百円～数千円、センサー付きや特殊耐久仕様はさらに高価になります。選定時は単価だけでなく読み取り精度、寿命、取り付け工数、廃棄時の取り扱いも考慮してください。
導入事例の成功要因と失敗しやすいポイント
成功するプロジェクトは、初期段階で業務フローの再設計、現地フィールドテスト、ステークホルダーとの調整、計測基準の明確化、段階的な展開（パイロット→スケール）が行われています。一方、失敗例としてはタグやアンテナの選定不足、現地環境でのテスト不足、システム連携（ERP/WMSなど）を後回しにした点が多く見られます。
今後のトレンド
- センサ統合タグ：温度、湿度、衝撃などのセンサーを内蔵したタグが増え、コールドチェーン管理や品質保証での利用が拡大。
- 印刷型・フレキシブルRFID：低コスト化と薄型化により新しい用途が拡大。
- IoT/ブロックチェーン連携：トレーサビリティや改ざん防止のためのクラウド連携、分散台帳との統合が進む。
- ハイブリッド技術：UHFの長距離読み取りとNFCの近接セキュリティを組み合わせる等、用途に応じた複合ソリューションが増加。
まとめ：導入判断のチェックリスト
- 業務要件（識別精度、読み取り距離、耐久性）を明確化しているか
- 対象環境での現地試験（サイトサーベイ）を実施したか
- 規格・セキュリティ要件（暗号、アクセス制御）を満たすタグを選定しているか
- ミドルウェア／データ連携と運用体制（鍵管理、ログ、保守）を整備しているか
- トータルコスト（タグ、リーダー、設置、運用）を評価しているか
参考文献
- Radio-frequency identification - Wikipedia
- GS1 EPC & RFID Standards
- NFC Forum - What is NFC?
- ISO/IEC 14443 - Wikipedia（13.56MHz カード規格）
- EPCglobal - Wikipedia（EPC Gen2 / ISO 18000-6C 関連）
投稿者プロフィール
