RFID互认证协议的设计及安全性分析

摘要

科学技术的发展给人们提供了生活便利，让我们可以省时、省力地工作且带来更大的经济效益。互联网是日常生活用于通信和其它链接的一部分。物联网可以让贴有标签的物体连接到网络，增进物与人之间的联系。传统的物品标识技术（如条形码等）因携带信息有限、存在安全缺陷、读取速度慢等不能满足生产商、零售商等的需求。RFID技术可以很好的解决传统标识技术的缺陷且其成本随着技术的不断发展还在降低。低成本标签所含逻辑门的数量有限，用于安全的就更少了。RFID技术存在一定的安全隐患，诸如存在对标签的追踪攻击，对标签和后端服务器的拒绝服务攻击，消息重放攻击，前向和后向安全性、标签克隆、中间人攻击等多种攻击。互认证协议用于RFID系统可以解决一些安全性问题。
　　我们研究低成本、高安全性和高效率的RFID互认证协议。RFID系统缺乏统一的攻击者模型和可证明安全方法，这也限制了RFID技术的分析和研究。我们分析了一些安全、高效的RFID互认证协议并做出了改进。本文主要做了如下三个方面的工作：
　　1.本文首先对RFID技术的应用背景及前景做了简单介绍，然后介绍了RFID系统、系统结构、工作原理、系统标准以及应用领域。接下来讨论了本文中所使用的安全性假设、RFID系统常用的加密函数以及RFID系统的安全性需求。
　　2.对Pang等人提出的RFID互认证协议用Dolev-Yao模型进行安全性分析。由于文中使用的CRC具有线性性，该协议容易遭受非同步攻击和追踪攻击。本文基于该协议提出了一个带分层标签索引的互认证RFID协议，用Dolev-Yao模型分析后发现新协议不仅能避免文中所提到的所有攻击类型，而且该协议能快速索引目标标签进而提高系统效率。
　　3.对Yang等人提出的距离边界RFID协议进行安全性分析，我们发现该协议存在一些安全缺陷，如前向安全性，后向安全性和追踪攻击等。然后提出改进协议，并对该改进协议做了安全性分析。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2 研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本文组织结构

第二章 RFID系统概述

2.1 RFID系统模块

2.2 RFID系统的工作原理

2.3 RFID系统标准

2.4 RFID的应用领域

2.5本章小结

第三章 相关背景知识及协议

3.1 RFID安全问题

3.2密码学基础

3.3 RFID系统的安全需求

3.4相关协议及安全性分析

3.5 RFID认证协议总结

3.6 本章小结

第四章 一个带分层标签索引的RFID互认证协议

4.1回顾PLHAW方案

4.2 PLHAW协议的安全性分析

4.3改进的协议

4.4改进协议的安全性分析和性能评估

4.5总结

第五章 基于二次剩余的快速索引距离边界协议

5.1 距离边界协议的基本概念

5.2 Yang等人协议的回顾

5.3 Yang等人协议的安全性分析

5.4 基于二次剩余的快速索引距离边界协议

5.5改进协议的安全和性能性分析

5.6本章小结

第六章 结束语

参考文献

致谢

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