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低成本RFID系统安全协议研究

作　者: 田侃
导　师: 张学军
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电路与系统
关键词: 安全认证协议随机索引验证效率散列函数射频识别
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)是20世纪90年代兴起并逐渐走向成熟的一种非接触式的自动识别技术,是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场和电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别技术在物流、跟踪、定位等领域已得到广泛应用。随着RFID技术的发展和广泛应用,安全认证协议的设计与完善对保护信息安全和用户隐私变得越来越重要。论文介绍了RFID系统各组成部分及工作原理, RFID技术的安全性和隐私性,分析国内外RFID安全协议的发展现状。分别介绍几个经典的现有RFID安全协议,并分析它们抵抗各种攻击的能力和系统验证效率。阐述一个完备的RFID安全协议应该在保证标签低成本的前提下,具有能抵抗多种攻击的能力,同时要尽可能的提高系统安全验证效率。针对现有安全认证协议中验证标签效率低、防跟踪能力弱等问题,论文提出一种基于随机索引的安全认证协议(Random Index Security Protocol,RISP)。RISP协议通过在标签中存储3个根索引,并利用随机数和根索引来选择相应的子索引,从而在保证标签低成本的同时使标签的可用索引数量大大的增加,有效地解决在低成本下提高标签的防跟踪能力,同时也提高系统的标签识别效率。RISP协议在数据库中保存标签更新前的相应消息和索引,可以有效的防止去同步攻击。经过安全性分析、隐私性分析、SVO形式化证明和性能分析,有效的证明RISP协议可以防止重放攻击、跟踪攻击、去同步攻击和篡改等多种攻击手段,具有较高的安全性,可以较好的保护用户的隐私。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 RFID 安全协议的发展现状  10-11
  1.3 论文主要工作  11
  1.4 论文内容安排  11-13
第二章 RFID 系统简介  13-23
  2.1 RFID 系统组成  13-16
    2.1.1 标签  13-15
    2.1.2 阅读器  15-16
    2.1.3 后端服务器  16
  2.2 RFID 分类  16-18
  2.3 RFID 系统工作原理  18-19
  2.4 RFID 国际标准  19-20
  2.5 RFID 系统优势和发展瓶颈  20-22
    2.5.1 RFID 系统优势  20-21
    2.5.2 RFID 系统发展瓶颈  21-22
  2.6 本章小结  22-23
第三章RFID 安全隐私性及现有安全协议研究  23-38
  3.1 RFID 系统的安全性  23-25
    3.1.1 RFID 系统安全性分析  23-24
    3.1.2 常见攻击手段  24-25
  3.2 RFID 系统的隐私性  25-26
  3.3 物理机制  26-28
    3.3.1 静电屏蔽  26
    3.3.2 删除标签  26-27
    3.3.3 阻塞标签  27-28
  3.4 基于散列函数的安全协议  28-34
    3.4.1 散列锁协议  28-29
    3.4.2 随机散列锁协议  29-30
    3.4.3 散列链协议  30-31
    3.4.4 改进型散列链协议  31-34
  3.5 基于提高系统性能的安全协议  34-37
    3.5.1 树形协议  34-35
    3.5.2 分组协议  35-37
  3.6 本章小结  37-38
第四章基于随机索引的安全协议  38-48
  4.1 加密函数选择  38-39
  4.2 准备工作  39-42
    4.2.1 环境准备  39-40
    4.2.2 标签准备  40
    4.2.3 数据库准备  40-42
  4.3 验证协议  42-47
    4.3.1 正常RISP 协议  42-44
    4.3.2 去同步攻击时RISP 协议  44-47
  4.4 本章小结  47-48
第五章 RISP 安全协议安全性、隐私性和性能分析  48-61
  5.1 安全性分析  48-49
  5.2 隐私性分析  49-54
    5.2.1 攻击模型  49-50
    5.2.2 隐私信息攻击分析  50
    5.2.3 位置跟踪攻击分析  50-54
  5.3 形式化证明  54-58
    5.3.1 SVO 逻辑概述  54
    5.3.2 SVO 逻辑公理  54-56
    5.3.3 应用SVO 对RISP 协议形式化证明  56-58
  5.4 性能分析  58-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章总结  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
攻读硕士学位期间发表论文情况  67

低成本RFID系统安全协议研究

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