無源RFID標(biāo)簽防碰撞算法及安全認(rèn)證協(xié)議研究.pdf

1、射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)是一種利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詣?dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID技術(shù)具有靈敏度高、響應(yīng)迅速、智能性、透明性等特點(diǎn)?，F(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線跟蹤、門禁、自控,甚至在某些高級(jí)、機(jī)密性的行業(yè)中,RFID技術(shù)被作為防偽識(shí)別技術(shù)。而無源RFID系統(tǒng)由于無源標(biāo)簽的體積小便于攜帶以及生產(chǎn)成本低,使得其實(shí)用性更高。
　　RFID技術(shù)是一種可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同時(shí)被

2、識(shí)別的技術(shù),而當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目較多時(shí),每個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸占用的是同一條無線信道,必然會(huì)導(dǎo)致信道的擁塞,即標(biāo)簽的碰撞。標(biāo)簽的碰撞使得RFID技術(shù)不再具有快速識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)。也正由于其傳輸?shù)男诺朗且粭l無線信道,導(dǎo)致RFID技術(shù)具有一定的脆弱性,即安全性受到威脅。
　　本文針對(duì)無源RFID系統(tǒng)的多標(biāo)簽防碰撞算法和安全隱私保護(hù)這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。全文主要的研究工作如下:
　　1、詳細(xì)的分析了傳統(tǒng)FSA(幀時(shí)隙ALOHA)算法的優(yōu)

3、缺點(diǎn),提出了一種通過調(diào)節(jié)標(biāo)簽在一幀內(nèi)時(shí)隙的選擇方式,即調(diào)節(jié)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生,選出產(chǎn)生分布更為均勻、遍歷的偽隨機(jī)數(shù)的方法,使每個(gè)時(shí)隙均有標(biāo)簽選擇,減少空閑時(shí)隙數(shù)目。改進(jìn)的FSA算法僅占用了無源標(biāo)簽3.125％的存儲(chǔ)容量,就使得系統(tǒng)的標(biāo)簽識(shí)別效率更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)。
　　2、運(yùn)用單向散列Hash函數(shù)的不可逆性以及輕量級(jí)的特性,提出了一種新型的RFID雙向認(rèn)證協(xié)議方案。改進(jìn)協(xié)議不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的雙向認(rèn)證、系統(tǒng)的讀寫權(quán)限的認(rèn)證,且閱

4、讀器在認(rèn)證過程中有標(biāo)簽過濾的功能,減少了后端數(shù)據(jù)庫的搜索核實(shí)次數(shù),縮短了系統(tǒng)的認(rèn)證時(shí)間且增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。
　　3、基于混沌系統(tǒng)對(duì)初始值和參數(shù)的敏感,將二者作為密鑰,結(jié)合Hash函數(shù)的不可逆性以及輕量級(jí)的特性,提出了一種數(shù)據(jù)加密的RFID雙向認(rèn)證協(xié)議方案。該方案充分利用RFID系統(tǒng)自身的唯一標(biāo)識(shí)量,實(shí)現(xiàn)了RFID系統(tǒng)的二次雙向認(rèn)證和數(shù)據(jù)信息的隱私性,很好地協(xié)調(diào)安全、高效以及標(biāo)簽成本的問題。
　　通過對(duì)無源RFID系統(tǒng)的2個(gè)