基于耦合映象格子模型的RFID認(rèn)證協(xié)議設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、射頻識(shí)別(RFID）技術(shù)是一種無(wú)接觸自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，其本質(zhì)是閱讀器與附著在被識(shí)別物體上的電子標(biāo)簽之間的無(wú)線通信。RFID技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用于交通、零售、物流等各種領(lǐng)域，是物聯(lián)網(wǎng)的重要支撐技術(shù)之一。然而，RFID系統(tǒng)的安全問(wèn)題極大地制約了RFID技術(shù)的應(yīng)用，其主要的安全問(wèn)題是電子標(biāo)簽和閱讀器之間的認(rèn)證問(wèn)題。因此，研究適用于RFID系統(tǒng)的認(rèn)證協(xié)議十分必要。
　　本文利用耦合動(dòng)態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，設(shè)計(jì)了一種輕量級(jí)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和一種

2、輕量級(jí)Hash函數(shù)，其中輕量級(jí)體現(xiàn)在:(1)將耦合映象格子模型的迭代運(yùn)算定義在整數(shù)集內(nèi)，且涉及的運(yùn)算易于實(shí)現(xiàn);(2)耦合映象格子模型中的每個(gè)格點(diǎn)均為8bit，且輸出長(zhǎng)度可隨格點(diǎn)數(shù)目變化而變化。然后利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和Hash函數(shù)設(shè)計(jì)了一種輕量級(jí)RFID認(rèn)證協(xié)議。本文的主要工作如下:
　　1、對(duì)于動(dòng)態(tài)整數(shù)帳篷映射，給出其均勻分布性的數(shù)學(xué)證明;構(gòu)造了耦合動(dòng)態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，然后對(duì)模型的均勻分布性、差值分布特性、相關(guān)性、信息熵進(jìn)行

3、統(tǒng)計(jì)分析，證明模型的密碼學(xué)性能良好。
　　2、利用耦合動(dòng)態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，設(shè)計(jì)了一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，并利用Monte-Carlo方法、三倍標(biāo)準(zhǔn)差檢驗(yàn)法、以及NIST隨機(jī)數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生成偽隨機(jī)數(shù)序列進(jìn)行測(cè)試分析，結(jié)果表明偽隨機(jī)序列具有良好的隨機(jī)性。
　　3、利用耦合動(dòng)態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，構(gòu)造了一個(gè)Hash函數(shù)，并進(jìn)行了初值敏感性測(cè)試、混亂與擴(kuò)散特性統(tǒng)計(jì)分析、碰撞測(cè)試、平均字符距離測(cè)試，結(jié)果表明提出的Hash函數(shù)能夠滿

4、足RFID系統(tǒng)的安全需求。
　　4、利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和Hash函數(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)輕量級(jí)RFID雙向認(rèn)證協(xié)議，該協(xié)議用偽隨機(jī)數(shù)來(lái)保證標(biāo)簽與閱讀器通信內(nèi)容的新鮮性，用Hash函數(shù)來(lái)保證通信內(nèi)容的機(jī)密性。分析表明，該協(xié)議能夠抵御假冒攻擊、重放攻擊、竊聽(tīng)等攻擊;利用BAN邏輯對(duì)協(xié)議進(jìn)行形式化分析，證明其是安全的;以Visual Studio2010為平臺(tái)對(duì)協(xié)議進(jìn)行了仿真模擬，分別模擬了合法、非法標(biāo)簽與合法、非法閱讀器之間認(rèn)證的情形，證明了協(xié)