一种更具实用性的移动RFID认证协议

针对Doss协议的不足,提出了一种改进的轻量级移动RFID认证协议。首先使用二次剩余混合随机数加密的方法提高后台服务器识别速度;在阅读器端添加时间戳生成器,抵御阅读器冒充及重放攻击。新协议标签端只采用成本较低的伪随机数生成、模平方以及异或运算,遵循了EPC C1G2标准,且实现了移动RFID环境下的安全认证。理论分析及实验显示了新协议提高了Doss协议后台识别速度,并满足标签和阅读器的匿名性、阅读器隐私、标签前向隐私等安全需求,更有效抵抗已有的各种攻击：重放、冒充、去同步化攻击等。与同类RFID认证协议相比,实用性更佳。     

一种改进的超轻量级RFID所有权转移协议

针对RFID所有权转移协议中存在的拒绝服务攻击漏洞,提出了一种改进的超轻量级RFID所有权转移协议,并给出了基于GNY逻辑的协议安全性证明。通过改进协议的交互方式,实现了阅读器和标签的双向认证功能,解决了攻击者重放消息造成的拒绝服务攻击漏洞等问题,提高了阅读器和标签在开放环境中通信的保密性。对协议的安全性分析和性能比较分析表明,该协议不仅满足所有权转移的安全要求,而且具有超轻量的特点,适合于移动身份认证环境中的实际应用。     

基于椭圆曲线密码的无线射频识别双向认证协议

针对无线射频识别(RFID)中阅读器与标签之间的无线通信安全问题,基于椭圆曲线密码算法,提出一种RFID双向认证协议。描述新协议过程,给出安全性分析,该方案不仅提供了RFID系统中阅读器与标签的双向认证,而且满足防范重放攻击、窃听攻击、中间人攻击等安全要求,并利用BAN逻辑证明新协议的安全性。安全性分析结果表明,该协议基于椭圆曲线离散对数困难问题,与现有公钥密码体制相比,安全强度高、密钥长度短、存储量小,且具有较高的通信效率。     

轻量级移动RFID认证协议研究设计

为解决移动射频识别（Mobile RFID）系统中信息通过无线信道传输所引发的安全与隐私问题,提出一种基于伪随机函数的轻量级移动RFID认证协议,实现后台服务器、阅读器与标签之间的双向认证。该协议中的运算主要集中在后台服务器和阅读器,可以有效地控制标签成本。安全性分析表明,该协议可以有效抵抗位置追踪、假冒、重放和同步化等攻击,并通过GNY逻辑进行了安全性证明。      

基于伪随机函数的移动射频识别认证协议

为解决移动射频识别(RFID)中阅读器和后端服务器之间因无线传输出现的安全问题,提出一种基于伪随机函数的移动RFID双向认证协议。该协议满足EPC Class-1 Generation-2行业标准,且实现了标签、阅读器和后端服务器之间的双向认证,并通过GNY逻辑证明了其安全性。该协议能有效抵抗追踪、重放、同步化等攻击,而且它将主要计算转移到后端服务器,因此能降低标签的运算量和标签成本。     

基于PUF的轻量级RFID安全认证协议

针对现有的RFID(Radio Frequency Identification)认证协议存在的安全隐私保护弱点以及成本过高问题,提出一个基于PUF(Physical Unclonable Functions)的轻量级RFID安全认证协议。利用PUF与LFSR(Linear Feedback Shift Register)实现阅读器和标签之间强的安全认证。另外,协议中增加了阅读器二次验证安全机制,为了保证阅读器与标签共享密钥同步,添加了不良攻击标识M等手段,解决了已有认证协议存在的多种安全漏洞。安全性分析表明该认证协议不仅成本低,而且能够有效地抵抗物理攻击、DoS攻击、同步破坏攻击等多种攻击,满足了认证协议的正确性、安全性、隐私性。     

基于二次剩余理论的智能电表安全认证协议

在EPC Class 1 Gen-2标准下,RFID标签中只有很少的内存被用于处理标签的安全问题。针对此,提出一种基于二次剩余的RFID认证协议。协议通过在阅读器和标签内预置一个智能电表ID的Hash值来保证标签的前向安全性和匿名性,数据采集器通过二次剩余理论来验证电表标签是否合法,以实现对智能电表的身份认证;利用BAN逻辑理论实现对协议的安全性分析。与其他两种应用于智能电表的认证协议的性能对比分析表明,该协议计算量小,实现复杂度低,可以抵御多种攻击,能够满足用户的安全隐私需求。     

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。     

移动RFID高效率认证协议设计

移动RFID的无线通信与移动应用给认证提出更高要求,针对当前移动RFID认证协议安全性不强及认证效率不高问题,提出移动RFID高效率认证协议。协议通过执行算术运算、按位运算及数据排列组合,保证了信息传输安全;通过后台数据库和移动阅读器对随机数的递进式验证,标签对随机数的捆绑式验证,有效防范敌手攻击。由于通信实体均执行轻量级运算,大幅提高系统计算性能;通信实体的递进式验证实现了对标签数据的初步筛选,缩短无效认证时间,提高认证效率。利用GNY形式化语言对协议正确性进行了证明。理论分析表明,该协议可抵御多种类型攻击。仿真结果显示,与同类移动RFID认证协议相比,该协议认证效率高,应用价值好。     

增强型RFID极低限相互认证协议

针对极低限相互认证协议(M²AP)不能够抵御中间人攻击的缺点,通过对传输的信息进行一定的保护,提出了增强型极低限相互认证协议(EM²AP)。该协议通过计算标签和阅读器共享密钥的汉明权重,并根据这个值对传输的信息进行循环移位,从而有效地抵御了中间人攻击。通过BAN逻辑证明、安全分析和性能分析,表明该协议能够在维持标签低成本的同时具有较高的安全性和可靠性。     

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。     

基于PUF的低成本RFID系统安全协议

针对低成本无线射频识别(RFID)系统存在的安全性问题,提出一种基于PUF的低成本RFID安全协议。利用PUF的物理不可克隆性识别标签的身份,并利用线性反馈移位寄存器(LFSR)产生随机系列,加密阅读器与标签之间的通信,能抵抗重放攻击、跟踪攻击、物理攻击、窃听攻击等多种攻击。在Altera DE2板上使用FPGA实现PUF和LFSR,采用Quartus II 8.0编程。实验结果证明,该协议的执行时间和门电路数量能达到低成本标签的要求。     

A novel mutual authentication scheme based on quadratic residues for RFID systems

In 2004, Ari Juels proposed a Yoking-Proofs protocol for RFID systems. Their aim is to permit a pair of tags to generate a proof which is verifiable off-line by a trusted entity even when the readers are potentially untrusted. However, we found that their protocol does not possess the anonymity property but also suffers from both known-plaintext attack and replay attack. Wong et al. [Kirk H.M. Wong, Patrick C.L. Hui, Allan C.K. Chan, Cryptography and authentication on RFID passive tags for apparel products, Computer in Industry 57 (2005) 342–349] proposed an authentication scheme for RFID passive tags, attempting to be a standard for apparel products. Yet, to our review, their protocol suffers from guessing parameter attack and replay attack. Moreover, both of the schemes have the common weakness: the backend server must use brute search for each tag’s authentication. In this paper, we first describe the weaknesses in the two above-mentioned protocols. Then, we propose a novel efficient scheme which not only achieve the mutual authentication between the server and the tag but also can satisfy all the security requirements needed in an RFID system.     

An efficient and secure authentication protocol for RFID systems

The use of radio frequency identification (RFID) tags may cause privacy violation of users carrying an RFID tag. Due to the unique identification number of the RFID tag, the possible privacy threats are information leakage of a tag, traceability of the consumer, denial of service attack, replay attack and impersonation of a tag, etc. There are a number of challenges in providing privacy and security in the RFID tag due to the limited computation, storage and communication ability of low-cost RFID tags. Many research works have already been conducted using hash functions and pseudorandom numbers. As the same random number can recur many times, the adversary can use the response derived from the same random number for replay attack and it can cause a break in location privacy. This paper proposes an RFID authentication protocol using a static identifier, a monotonically increasing timestamp, a tag side random number and a hash function to protect the RFID system from adversary attacks. The proposed protocol also indicates that it requires less storage and computation than previous existing RFID authentication protocols but offers a larger range of security protection. A simulation is also conducted to verify some of the privacy and security properties of the proposed protocol.     

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。     

基于ID变化的RFID安全协议

提出了一种基于ID变化的RFID安全协议,由于使用单向Hash函数,从而使数据存储机制很好地解决了阅读器和标签数据不同步的问题,有效地防止了非法读取、位置跟踪、窃听、伪装哄骗、重放等攻击。分析表明,该方法具有前向安全,效率高,安全性好等特点,适用于标签数目较多的情况。     

可扩展及可证安全的射频识别认证协议

针对目前广泛应用的被动式射频识别（RFID）标签中的计算、存储资源有限,导致RFID认证协议的安全和隐私保护,特别是可扩展性一直没有得到很好解决的问题,提出一种基于哈希函数、可证安全的轻权认证协议。该协议通过哈希运算和随机化等操作确保认证过程中会话信息的保密传输和隐私性;在认证过程中,标签的身份信息通过伪名进行确认,其真实身份没有透漏给阅读器等不信任实体;后端服务器进行身份确认仅需进行一次哈希运算,通过标识符构造哈希表可使身份信息查找时间为常数;每次认证后,标签的秘密信息和伪名等均进行更新,从而确保协议的前向安全性。分析证实,该RFID轻权认证协议具有很好的可扩展性、匿名性和前向安全性,能够抵抗窃听、追踪、重放、去同步化等攻击,而且标签仅需提供哈希运算和伪随机数生成操作,非常适合应用于低成本的RFID系统。     

轻量级RFID标签组证明协议

目前,RFID（射频识别）技术已大量应用于物品识别、供应链管理、电子票证等领域。为向第三方证明一组RFID标签已被阅读器同时扫描过,针对低性能标签,提出了一个基于ElGamal加密方案的轻量级RFID标签组证明协议。该协议执行时,阅读器首先与主标签进行认证,然后转发主标签的部分输出信息至标签组中的第一个标签,该标签对输入信息进行哈希运算后,再产生输出信息并由阅读器转发至第二个标签。第二个标签再对输入信息进行哈希运算,其输出再被阅读器转发至第三个标签。此过程重复执行,直至标签组中最后一个标签的输出信息被阅读器转发回主标签。最后,阅读器记录所有标签的输出信息并形成标签组证明,该证明可交由第三方验证。所提出的协议需要阅读器执行ElGamal加密算法,主标签执行轻量级对称加密运算,而标签组中的所有普通标签只需执行哈希运算。经分析,所提出协议满足相应安全要求,且性能优于对比协议。