基于橢圓曲線密碼的RFID認證協(xié)議研究.pdf

1、射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)是一種自動識別技術(shù)。相對于條形碼技術(shù)和磁條技術(shù)來說，RFID具有識別距離遠、識別安全性高等優(yōu)點，目前大量應(yīng)用于倉庫管理、交通運輸、身份識別、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。特別的，RFID系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域不僅具有巨大的經(jīng)濟市場，而且直接關(guān)乎著病人的生命安全。由于RFID認證協(xié)議是保證該系統(tǒng)安全的重要部分，因此深受研究者重視。然而，在輕量級、中量級RFID認證協(xié)議中使用的

2、加密算法容易被攻擊者破解，因此不能滿足該領(lǐng)域日益增長的安全隱私需求。重量級RFID認證協(xié)議使用公鑰密碼機制進行加密，因此具備更高的安全性，其中趨于成熟的橢圓曲線公鑰密碼機制被大量運用到認證協(xié)議中。然而，對當(dāng)前基于橢圓曲線密碼的RFID認證協(xié)議進行分析后發(fā)現(xiàn)，認證協(xié)議邏輯設(shè)計不合理和標(biāo)簽身份ID固定將會導(dǎo)致各種安全隱私問題的發(fā)生，如前向安全性和標(biāo)簽身份ID固定問題。這些安全問題限制了RFID系統(tǒng)在該領(lǐng)域的進一步應(yīng)用。同時，RFID系統(tǒng)只能

3、順序搜索后臺數(shù)據(jù)庫中標(biāo)簽的身份ID，在存有大量標(biāo)簽的醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)中，這樣的搜索方式將花費大量時間，因此認證協(xié)議的效率也不是很高?？紤]到RFID認證協(xié)議的安全和效率，對該領(lǐng)域中基于橢圓曲線密碼的RFID認證協(xié)議的研究有著非常重要的理論意義和實踐價值。
　　本文的研究成果包括以下幾個方面:
　　(1)指出了當(dāng)前基于橢圓曲線密碼的RFID認證協(xié)議存在的問題。對面向醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的RFID認證協(xié)議的研究現(xiàn)狀進行分析，指出當(dāng)前基于橢圓曲

4、線密碼的RFID認證協(xié)議存在兩個方面的不足。一方面存在標(biāo)簽身份ID固定問題;另一方面，當(dāng)前協(xié)議的認證效率很低。特別是在標(biāo)簽的數(shù)量達到千萬級時，后臺數(shù)據(jù)庫查詢標(biāo)簽身份ID的速度嚴(yán)重影響了整個協(xié)議的認證效率。
　　(2)提出了一種改進的基于橢圓曲線密碼的RFID認證協(xié)議（RFID AuthenticationProtocol Based on Elliptic Curve Cryptography，RAPBECC）。針對當(dāng)前協(xié)議的不足

5、，本文在前人協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過修改協(xié)議認證邏輯，加入標(biāo)簽身份ID動態(tài)更新機制和分組機制設(shè)計了該協(xié)議。
　　(3)分析了RAPBECC的安全隱私和認證效率。首先，在RAPBECC的安全、隱私和抗攻擊方面進行分析并與JCH協(xié)議、MSF協(xié)議進行對比，結(jié)果表明RAPBECC不僅具有其他協(xié)議的所有安全屬性還能夠識別標(biāo)簽身份ID固定問題。然后，使用GNY邏輯對RAPBECC進行了形式化證明，結(jié)果表明RAPBECC是安全的。最后，分析了RAPB