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基于物联网的RFID安全认证协议研究与设计

作　者: 梁晨
导　师: 李晖
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 物联网 RFID 轻量级安全隐私保护 GNY 逻辑
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 518次
引　用: 2次
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内容摘要

物联网(Internet of Things)是在计算机互联网的基础上,利用电子产品码(EPC)、射频识别(Radio Frequency Identification)技术构造的一个覆盖世界上万事万物的实物互联网。在物联网中每个产品都有一个唯一的电子产品码(EPC),EPC码被存入芯片做成的电子标签内,附着在被标识产品上,被阅读设备识别、进而在互联网上传递,为人们的生活提供各种便利的服务。在物联网众多关键技术中,附有EPC代码信息的电子标签识别问题是其最首要的一环。由于RFID系统资源有限,传统的安全方法无法在其上直接应用,而针对RFID系统的各种攻击越来越多,安全问题已经成为制约RFID系统发展,甚至物联网概念的推广的关键因素。本文首先介绍了物联网的概念和RFID研究背景和研究现状,描述了RFID系统基本原理,接着分析了针对RFID系统进行的各种安全攻击。对于RFID系统中最为重要的安全隐私问题,列举并分析现有的几种常用的RFID安全认证协议,例如hash-lock协议、随机hash-lock协议和hash链协议等,并分别指出这些协议中的不足。针对这些不足,结合RFID系统中的安全隐私需求,提出了一个RFID安全认证协议,此协议充分考虑了RFID系统资源有限、成本需严格控制,在控制运算量的前提下在一定程度上保证RFID系统的安全。其次,通过分析可以得出新的协议满足安全和性能要求。然后通过从安全性、计算量和存储容量三方面进行对比,得出此协议的综合性能优于其他的协议。为了更加有说服力,本文利用GNY 逻辑对协议进行逻辑证明。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-21
  1.1 研究背景及意义  7-12
  1.2 国内外研究情况  12-14
  1.3 射频识别的应用领域  14-19
  1.4 本文结构安排  19-21
第二章数学基础  21-25
  2.1 密码学基础  21-23
    2.1.1 哈希函数  21-22
    2.1.2 随机数  22-23
  2.2 可证明安全性  23-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章 RFID 系统概述  25-33
  3.1 RFID 系统组成  25-31
    3.1.1 RFID 标签  26-28
    3.1.2 RFID 读写器  28-31
  3.2 RFID 系统标准  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章轻量级RFID 双向认证协议  33-51
  4.1 RFID 系统安全与隐私  33-38
    4.1.1 安全攻击与安全风险  33-35
    4.1.2 RFID 系统攻击模型  35-36
    4.1.3 RFID 系统的安全需求  36-38
  4.2 现有的安全方案  38-43
    4.2.1 物理方法  39-40
    4.2.2 安全认证机制  40-43
  4.3 基于密钥和缓存机制的RFID 双向认证协议  43-45
    4.3.1 初始条件  43
    4.3.2 认证步骤  43-45
  4.4 本文协议的性能分析  45-48
    4.4.1 安全性分析  45-46
    4.4.2 性能分析  46-48
  4.5 本章小结  48-51
第五章协议安全性证明  51-59
  5.1 GNY 逻辑  51-55
    5.1.1 GNY 逻辑语法  52-53
    5.1.2 GNY 逻辑推理规则  53-55
  5.2 协议证明过程  55-57
  5.3 本章小结  57-59
总结  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
作者攻读硕士期间的研究成果  67
作者攻读硕士期间参加的科研项目  67-68

基于物联网的RFID安全认证协议研究与设计

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