基于椭圆密码体制的射频识别系统安全技术研究

摘要

射频识别技术(RFID)最大的特点就是可以无接触地以无线射频的方式完成通信,达到自动识别的目的。由于在应用射频识别系统的环境中,那些非授权的阅读器可以对射频标签进行非法读写,甚至对其进行定位跟踪;因而确保标签携带者的隐私安全就成为射频识别技术应用普及的关键制约因素之一。
　　本文目标就是对射频识别系统的安全性进行技术研究,用来提高射频识别系统的数据安全性和用户的隐私安全性。
　　本文从密码学出发,研究如何将密码体制运用到射频识别系统的安全环节。探讨了椭圆曲线密码体制所独有的一些特点,包括计算量小、存储空间占用小、带宽低等。认为椭圆曲线密码体制更适合用于射频识别系统,提出了提高射频识别系统安全性的两种方案。方案一中引入了射频识别标签访问协议,同时编写了具体的加解密算法——改进型椭圆曲线ELGamal加解密算法,改进之处主要是将散列函数和序列密码结合运用到传统的椭圆曲线ELGamal体制,并对改进型椭圆曲线ELGamal加解密算法编写软件予以实现。方案二提出了改进的加密算法——基于椭圆曲线ELGamal的通用重加密算法,主要是将通用重加密引入到椭圆曲线密码体制中,从而既可以保证数据的安全性又可以保证地点隐私。
　　本文采用 C/C++编写软件并实现了改进型椭圆曲线 ELGamal加解密算法(方案一)。在软件程序的设计过程中,注意结合选取椭圆曲线参数、优化算法,以提高系统的安全性能。同时,指出了基于椭圆曲线ELGamal的通用重加密算法(方案二)存在的安全破绽,并提出了解决此问题的协议机制方案。
　　最后对本文实现的安全的射频识别系统进行了测试,通过验证,该算法达到本文预期目标。

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第一章 绪论

§1.1 研究背景

§1.2 国内外同类技术发展现状

§1.3 研究目标和主要研究工作

§1.4 论文章节安排

第二章 RFID系统结构及其原理

§2.1 射频识别系统的组成

§2.2 射频识别系统的基本特征

§2.3 阅读器与射频标签之间的通信

§2.4 数据传输的完整性与安全性

§2.5 本章小结

第三章 密码学概述

§3.1密码学定义及分类

§3.2 公钥密码体制

§3.3 本章小结

第四章 椭圆曲线密码体制

§4.1 椭圆曲线基本知识

§4.2 椭圆曲线密码体制

§4.3明文的表示

§4.4 有限域上椭圆曲线的相关算法

§4.5 本章小结

第五章 安全的射频识别系统方案设计

§5.1 基于改进型椭圆曲线ELGamal的射频识别系统

§5.2 基于通用重加密的射频识别系统

§5.3 安全性分析

§5.4 本章小结

第六章 射频识别系统安全算法的实现

§6.1 软件实现

§6.2 射频识别系统的读写测试

§6.3 本章小结

第七章 总结与展望

致谢

附录A

附录B 加解密软件界面

参考文献