基于二次剩余的RFID标签所有权动态转移协议*

针对现有无线射频识别(RFID)标签所有权转移协议在安全和成本方面的漏洞与不足,设计了一种基于二次剩余的RFID标签所有权动态转移协议。协议在双向认证安全框架下,引入二次剩余算法,增加系统稳定性;在原数据库认证识别过程中加入随机数查重验证机制,避免协议遭受重放、去同步化和拒绝服务等攻击行为;所有权转移后,新数据库利用随机数的新鲜性动态生成与标签之间认证所需的新密钥信息,降低系统原始存储成本,扩大系统应用范围;最后,分析协议在多种恶意攻击情况下的安全性以及性能对比,表明新协议具有较低的成本和较高的安全性。     

一种RFID标签所有权完全转移协议

针对射频识别（RFID）标签所有权不能完全转移及系统安全性问题,提出一种RFID标签所有权完全转移安全协议．该协议通过引入原所有者与新所有者间交易关系及身份比对保证标签所有权转移给合法身份的新所有者,利用密钥二次同步更新保证RFID标签所有权完全转移．为了确保标签和阅读器认证不被恶意干扰,采用双向认证保证RFID系统通信安全．形式化证明及分析结果表明,该协议满足标签所有权完全转移要求,可抵御多种攻击,实际应用价值高.     

能抵抗拒绝服务攻击且高效的RFID安全认证协议

针对现有的RFID认证协议所面临的安全隐私保护问题,利用Hash函数加密的方法,提出了一种能抵抗拒绝服务攻击且高效的RFID安全认证协议。通过在阅读器上进行随机数的比较与识别,从而使该协议可抵抗拒绝服务攻击,并且在后台数据库中存储标签标识符的两种状态,以便实现电子标签与后台数据库的数据同步。从理论上分析了协议的性能和安全性,并利用BAN逻辑对协议的安全性进行了形式化证明。分析结果表明,该协议能够有效地实现阅读器和电子标签之间的相互认证,能有效地抵抗拒绝服务攻击且与其他协议比较,整个RFID系统的计算量减小,适用于大规模使用标签的RFID系统。     

轻量级的无线射频识别安全认证协议

针对现有无线射频识别(RFID)认证协议存在的安全缺陷,提出了一种新的轻量级RFID安全认证协议,并基于GNY逻辑给出了形式化证明。协议采用阅读器双重认证及预认证阶段刷新密钥的方法,通过在标签中添加保护密钥同步的恶意攻击标记Tm,解决了当前协议中存在的可扩展性欠佳、标签密钥更新失败导致位置跟踪和非法更新标签/服务器内部密钥造成拒绝服务(DoS)等问题,可抵抗重传、标签/阅读器假冒和通信量分析等多种恶意攻击,尤其防范来自位置隐私泄露和拒绝服务的安全威胁。分析结果表明,所提协议具有低成本、安全性高、计算复杂度低等特点,适合于标签数目较多的RFID系统。     

一种抗恶意攻击的RFID双向认证协议

针对现有无线射频识别（RFID）认证机制存在的安全缺陷,提出一种新型抗恶意攻击的RFID双向认证协议,并基于GNY逻辑给出了协议的安全性证明。该协议将公钥加密算法和对称密钥加密算法相结合,采用阅读器双重认证及预认证阶段刷新密钥的方法,通过在标签中添加保护密钥同步的恶意攻击标记Tm,解决了当前协议中存在的认证效率较低,标签密钥更新失败导致位置跟踪和非法更新标签/服务器内部密钥造成拒绝服务（DoS）等问题,可抵抗重传,标签/阅读器假冒,通信量分析和去同步化等多种恶意攻击。分析结果表明：该协议具有安全性好,效率高,计算复杂度低等特点,适合于标签的大规模应用。     

一种基于PUF的超轻量级RFID标签所有权转移协议

针对RFID标签所有权转移协议中存在的数据完整性受到破坏、物理克隆攻击、去同步攻击等多种安全隐私问题,新提出一种基于物理不可克隆函数(PUF)的超轻量级RFID标签所有权转移协议—PUROTP.该协议中标签所有权的原所有者和新所有者之间直接进行通信完成所有权转移,从而不需要引入可信第三方,主要涉及的运算包括左循环移位变换(Rot(X,Y))和异或运算($\oplus$)以及标签中内置的物理不可克隆函数(PUF),并且该协议实现了两重认证,即所有权转移之前的标签原所有者与标签之间的双向认证、所有权转移之后的标签新所有者与标签之间的双向认证.通过使用BAN(Burrows-Abadi-Needham)逻辑形式化安全性分析以及协议安全分析工具Scyther对PUROTP协议的安全性进行验证,结果表明该协议的通信过程是安全的,Scyther没有发现恶意攻击,PUROTP协议能够保证通信过程中交互信息的安全性及数据隐私性.通过与现有部分经典RFID所有权转移协议的安全性及性能对比分析,结果表明该协议不仅能够满足标签所有权转移过程中的数据完整性、前向安全性、双向认证性等安全要求,而且能够抵抗物理克隆攻击、重放攻击、中间人攻击、去同步攻击等多种恶意攻击.在没有额外增加计算代价和存储开销的同时克服了现有方案存在的安全和隐私隐患,具有一定的社会经济价值.     

一种改进的超轻量级RFID认证协议

针对当前超轻量级RFID认证协议中存在的安全缺陷,提出一种改进的超轻量级RFID双向认证协议。通过引入新的函数,使消息之间的数学关联性更加复杂,避免了泄露标签标识符,提高了阅读器和标签在开放环境中通信的保密性。对该协议的安全性和效率进行分析,并利用OPNET软件对该协议仿真实验,结果表明,该协议能抵抗代数攻击,重传攻击,假冒攻击等多种常见恶意攻击,在同等计算量下具有更高的安全性,可用于实际的移动身份认证环境。     

基于随机数同步更新的RFID安全协议

针对无线射频识别(RFID)应用的安全问题,提出一种基于随机数同步更新的RFID安全协议。利用RFID后端系统生成的随机数实现标签认证,每次认证完成后对标签和随机数做同步更新。从理论上分析协议的执行性能和安全性,并利用BAN逻辑对协议的安全性进行形式化证明。结果表明,该协议能够实现标签和阅读器之间的相互认证,同时可抵抗重放、位置跟踪、流量分析、伪装、拒绝服务、非法读取等攻击。在实现上该协议仅使用哈希和异或运算,降低了标签的计算复杂性,适合低成本标签应用。     

基于Rabin加密算法的RFID标签所有权转移协议

针对在物联网应用中,RFID标签在其生命周期内会涉及到所有权转移的问题,现有的RFID标签所有权转移协议存在安全缺陷或计算量大等不足,提出了一种改进的基于Rabin加密算法的RFID标签所有权转移协议。改进的协议不依赖可信第三方,协议摒弃传统的基于HASH函数加密方法,采用Rabin算法实现对信息的加密。采用挑战响应机制,利用Status标志位来标志标签当前所有权的归属,实现标签所有权的安全转移。分析结果表明,改进的协议不仅满足标签所有权转移的安全需求,而且克服了原协议中存在的暴力破解攻击安全缺陷问题,同时降低了标签的计算量,在安全性和效率方面较已有的RFID标签所有权转移协议有较大提升。     

基于ECC的支持标签所有权转移的RFID认证协议

针对射频识别（RFID）标签认证及其所有权转移过程的隐私泄露等安全问题,以及认证协议通常与标签所有权转移协议单独设计的现状,基于支持椭圆曲线加密（ECC）的标签,提出了一个适用于开放环境的兼具标签认证和所有权转移的协议。该协议结构类似于Diffie-Hellman密钥交换算法结构,协议的标签隐私保护基于椭圆曲线上的计算性Diffie-Hellman问题的难解性。经证明,该协议满足标签隐私保护要求及认证协议的其他安全需求。与近年来其他基于标签支持ECC的RFID认证协议相比,从支持标签所有权转移、标签计算开销、协议通信开销和标签隐私保护等多方面综合评估,所提出的认证协议优于对比协议。另外,针对较安全的应用场合,给出了阅读器单向认证标签的简化版协议。     

一种超轻量级移动射频识别的双向认证协议

针对移动射频识别中读写器与后端服务器之间因无线传输带来的安全问题,提出了一种超轻量级移动射频识别的双向认证协议。该协议通过级联运算动态更新标签假名和标签密钥,可有效隐藏标签真实身份,并利用循环校验函数进行标签以及读写器与后端服务器之间的身份认证,实现了系统的双向认证。安全性分析表明,该协议可抵抗跟踪攻击、假冒攻击、重放攻击、中间人攻击等多种恶意攻击。与现有的几种协议相比,该协议降低了标签端的计算开销和通信开销,具有安全性较高、成本低的优点。     

基于Hash函数的移动双向认证协议

针对移动射频识别(RFID)系统中因无线传输所带来的信道不安全问题,充分考虑到协议的复杂程度和标签的硬件成本,提出一种低成本的移动双向认证协议,实现了标签、读写器和后端服务器三者的相互认证。该协议使用模平方运算动态更新标签标识符,引入读写器标识符,并利用伪随机函数和哈希函数强化读写器和后端服务器之间的身份认证,提高系统移动性。与基于哈希函数的经典协议和标签所有权转移协议相比,该协议可抵抗跟踪、假冒、重放、中间人、拒绝服务器攻击等,能保证标签所有权安全转移,并从计算量和存储量分析效率,结果表明标签计算量减少,存储量较低。     

Vulnerability analysis of RFID protocols for tag ownership transfer

In RFIDSec’08, Song proposed an ownership transfer scheme, which consists of an ownership transfer protocol and a secret update protocol [7]. The ownership transfer protocol is completely based on a mutual authentication protocol proposed in WiSec’08 [8]. In Rizomiliotis et al. (2009) [6], van Deursen and Radomirovic (2008), the first weaknesses to be identified (tag and server impersonation) were addressed and this paper completes the consideration of them all. We find that the mutual authentication protocol, and therefore the ownership transfer protocol, possesses certain weaknesses related to most of the security properties initially required in protocol design: tag information leakage, tag location tracking, and forward traceability. Moreover, the secret update protocol is not immune to de-synchronization attacks.     

基于交叉位运算的移动RFID双向认证协议

在传统的RFID系统中,读写器与后台数据库之间通过有线方式进行通信,一般认为安全,在设计双向认证协议过程中,将两者看成一个整体;而移动支付等新兴产业的兴起,需要运用到移动的RFID系统,即读写器与后台数据库之间不再通过有线方式进行通信,而是通过无线方式通信,从而使得该通信信道不在安全可靠,故在设计认证协议中,不能再将两者看成一个整体,因此传统的RFID系统无法很好的适用于移动支付过程。为解决上述问题,提出一种超轻量的适用于移动RFID系统的认证协议。所提协议采用交叉位运算对所要传输信息进行加密,使得协议能够达到超轻量级别,同时能够一定程度上减少标签端的计算量;标签、读写器、后端数据库通信实体三方需通过认证,才可进行其他操作;加密过程中,随机数的引入,能够保障传输信息的新鲜性,同时增加攻击者的破解难度。安全性分析表明,协议具备较高的安全性,能够确保通信信息的安全;性能分析表明,所提协议具有较少的计算量,具备低成本的特性。     

基于共享密钥的超轻量RFID标签所有权转移协议

针对无线射频识别（RFID）标签所有权转移存在的效率、成本和安全问题,提出一种基于共享密钥的超轻量RFID标签所有权转移协议。采用[Cro(X,Y)]交叉位运算、XOR异或与[Rot(X,Y)]循环移位运算相结合的方法对传输信息加密,达到超轻量级别;通过标签和读写器端共享密钥来加密信息,减少信息的引入与存储,降低标签成本;利用随机数动态更新和Flag哨兵位不可逆机制,来抵抗去同步化、拒绝服务等常见攻击。并基于GNY逻辑对协议进行形式化证明。最后通过安全与性能分析,表明协议具有高效率、低成本、高安全的特点。     

适用于低成本标签的移动RFID认证协议

移动RFID系统中,阅读器与服务器之间的通道安全假设不再成立,针对这种情况,分析了当前移动RFID认证协议的安全及性能问题,建立了移动RFID安全隐私模型;基于该模型,在兼容EPC Class-1 Generation-2低成本标签系统的基础上,提出了一种能够抵抗假冒攻击、去同步化攻击,且提供前向安全隐私保护的双向认证协议;通过安全性证明与性能比较分析,表明该协议达到了设计目的,可适用于较大规模的低成本标签移动RFID系统。     

一个超轻量级的RFID认证协议

针对UMA-RFID协议的安全漏洞,提出一个改进的超轻量级的RFID认证协议。通过修改UMA-RFID协议的交互方式,避免泄露标签标识符,保证读写器应答消息的新鲜性。该协议仅使用异或操作和移位操作,降低了对标签计算能力和存储能力的要求。分析结果表明,该协议可有效抵抗假冒攻击和重传攻击,适合于较低成本的RFID系统。