基于云存储的RFID群组标签所有权转移协议研究

摘要

随着物联网的飞速发展，RFID技术在商品供应链管理上将会发挥越来越重要的作用。而传统的RFID系统使用后台数据库存储数据，且阅读器也大多直接与后台数据库相连，这种方式不仅灵活性很差，而且用户需要为维护后台数据库付出代价。因此，人们考虑采用云服务来提供后台数据库服务以降低成本，同时阅读器也可以自由的移动。但这种基于云的RFID系统也产生了新的安全与隐私问题，阅读器和标签以及阅读器和云数据库之间都采用无线信道通信，易受到窃听、重放、跟踪等攻击。需要设计合理的RFID认证机制和所有权转移机制以确保RFID标签所有者的隐私安全。同时RFID标签计算、存储能力有限，方案设计还需要考虑低成本的需求。目前基于云的RFID系统安全协议的研究还比较少，尤其是在商品供应链环境下，商品交易往往是以组进行的，因此基于云的RFID环境下对群组RFID标签进行认证以及所有权转移协议的研究十分重要，本文所取得的主要成果如下：
　　首先，根据RFID系统中低成本无源标签的特点，提出了一种支持RFID群组标签所有权转移的组认证协议CAPG和RFID群组标签所有权转移协议COTPG。这两个协议基于哈希函数设计，满足低成本的要求。其中组认证协议CAPG提供了标签与移动阅读器及移动阅读器与云数据库服务器之间的相互认证，并保障标签的数据隐私和位置隐私，所有权转移协议COTPG实现了以组为单位的所有权转移。采用BAN逻辑对CAPG和COTPG的安全性进行了形式化证明。
　　其次，考虑到所设计的协议在标签上实现时主要的资源消耗在于哈希函数，本文采用了SHA-3算法并对其硬件实现结构进行了设计与分析，分组长度为400时标签上仅需要消耗2544个逻辑门，满足低成本需求。

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第一章 绪论

1 .1研究背景及意义

1 .2国内外相关研究工作

1 .3研究内容及论文结构安排

1 .4本章小结

第二章 RFID技术及其安全性

2 .1 RFID技术概述

2 .2 RFID系统的安全性

2 .3 BAN逻辑简介

2 .4本章小结

第三章 RFID群组标签所有权转移协议设计

3 .1 RFID标签权限转移问题描述

3 .2云存储的引入

3 .3符号说明和协议初始化

3 .4协议假设

3 .5 CAPG协议描述

3.6 COTPG协议描述

3 .7协议安全性能分析

3 .8本章小结

第四章 协议中哈希函数硬件实现的逻辑结构设计与分析

4.1 SHA-3算法介绍

4.2 SHA-3 f[400]硬件实现的逻辑构设计

4 .3结果分析

4 .4本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

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