两种RFID安全认证协议的设计与分析

摘要

射频识别技术，简称RFID，是以非接触的方式对含有射频标签的人或物进行自动识别的技术。操作便捷、非接触、远距离批量识别是这项技术备受青睐的重要因素。然而RFID技术的信息和数据交换是在无线信道内进行，信道不安全，隐私易泄漏成为了这项技术潜在的隐患，若潜在的安全问题不能解决，这会使得RFID的使用弊大于利。受成本制约，当前一些优秀的安全工具不能被嵌入到RFID标签硬件当中，因此，既能确保系统隐私安全，又不提高系统运行成本的安全协议成为当前RFID研究领域的热点问题之一。
　　本文本着确保隐私安全，提升搜索效率，降低标签成本的系统要求，以“分析现状、发现问题、提出解决协议”这样的逻辑关系安排论文的总体结构，分别提出了两种不同类型的安全认证协议。一种是基于LPN问题改进型的轻量级安全认证协议，文中首先分析了现存HB协议簇中的三种典型协议，尔后以发现协议存在的安全问题的突破口，提出了本协议。协议对加密函数做了改进，引入了一种单向左移位函数取代了左旋转函数，让攻击者从输出值获取输入值变得不可能。最后，通过分析对比几种协议在应对安全攻击时的表现，得出了本协议既增强了系统安全性又延续了HB协议簇简约性的特点的结论。
　　本文提出的另一种协议是基于标签分组的匿名认证协议，这个协议是在现有树形协议的基础上提出来的。文中首先对现存两种树形协议进行了详细的分析，尔后找出现有协议在安全隐私防护中存在的缺陷，并以这个缺陷为突破口，对分组协议的设计过程做了改进，给分组后的标签和读写器设计了先前分组协议标签所有具备的匿名功能，以这种方式来提高系统隐私安全防护能力。最后，文章还通过实例和仿真实验对协议的安全性能进行了说明和比对，从分析的结果来看，本协议在安全隐私保护上显示出较好的性能。