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RFID(Radio frequency identification)无线射频识别技术是一种利用无线电射频进行信息通信的非接触式自动识别技术。它具有快速、可靠、菲视距读取、可工作于恶劣环境等优点,被广泛应用在很多其他技术无法取代的数据自动采集和物品识别领域。
RFID用在供应链管理上,将会大大提高物流行业的效率,但若每个标签的编号和信息都能被任意地扫描获取,则会侵犯到物品持有者的隐私权。而在与安全有关的应用中,都必须采取安全措施以防坏人的蓄意攻击。
文中介绍了RFID系统的结构,研究了RFID系统中可能存在的安全和隐私问题,详细分析比较了现有的各种RFID安全机制的优点和缺点,包括了物理方法和基于密码学方法的安全协议。
在现有RFID安全协议的基础上,本文设计了一种新的基于随机序列的RFID安全协议,其特点是利用存储好的随机序列产生伪随机数的机制代替随机数产生器。该协议采用了阅读器和电子标签双方互相验证的机制,可以达到以下的目标:防止跟踪、防止非法阅读器读取标签数据、防止标签假冒、防止重放攻击、降低遭受拒绝服务攻击的可能性。实验证明,该方法利用较少的硬件资源可以产生周期较长的伪随机数,可有效简化电路,适合于低成本的电子标签系统。文中还建立了协议的理想化模型,利用BAN逻辑对该协议进行了形式化分析,从理论上分析和证明其安全性能。
最后进行安全协议的仿真工作。文中使用VHDL 硬件编程语言对电子标签进行电路设计,电子标签内部逻辑的控制功能使用状态机来完成。该设计将电子标签划分为四大模块,包括状态机、接收模块、发送模块和存储器,最后利用ModelSim软件进行电路的仿真,结果证明了设计的芯片电路可以完成安全协议的整个验证过程。