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.     

抗同步化攻击的轻量级RFID双向认证协议

针对现有的RFID认证协议在安全认证过程中,由于协议的设计缺陷,导致协议安全性不足的问题,提出了一种利用同步化随机数以及PUF改进的轻量级RFID认证协议。首先提出了一种对RFID协议的去同步化攻击方法,并分析其原因;然后通过在标签和读写器两端设置一个同步化随机数,增强协议抗去同步化攻击的能力;最后,在标签中引入了PUF,通过PUF的不可克隆性提高了标签密钥的抗攻击能力。分析结果表明,新协议能有效地抵抗多种攻击,在保证一定效率和开销的同时具有更高的安全性。     

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。     

新的轻量级RFID双向认证协议:PUF-LMAP+

随着射频识别(RFID)技术越来越广泛的应用,其安全与隐私问题成为制约RFID技术的主要原因之一。为了降低标签的成本,有一些基于位操作的超轻量级安全认证协议被提出,但仅仅利用位操作的超轻量级安全认证协议安全性不能很好保证。本文针对改进的LMAP+安全认证协议不能够抵抗跟踪攻击和完全泄露攻击的问题,融合物理不可克隆函数(PUF)提出新的轻量级算法,新算法能够抵抗追踪攻击、完全泄露攻击和标签克隆攻击等攻击方法。     

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。     

一种基于双PUF的RFID认证协议

针对Liang等人提出的基于双物理不可克隆函数(physical uncloneable function,PUF)的无线射频识别(radio frequency identification,RFID)认证协议进行分析发现其存在安全隐患,不能抵抗重放攻击、去同步攻击、标签伪造等恶意攻击.为解决由于恶意攻击者对RFID系统所造成的安全隐患问题,提出一种基于双PUF的RFID认证协议DPRAP.在伪随机数发生器种子生成阶段,不直接在非安全信道上传输种子的通信值,通过多次的Hash与异或运算对种子的值进行加密隐藏,保证协商种子的机密性;在标签与服务器的伪随机数发生器种子协商过程中,使用一个时间阈值,防止攻击者恶意阻塞通信信道引发去同步攻击,确保服务器与标签端的伪随机数发生器种子的同步性;在认证阶段,在认证信息中增加使用标签的身份标识IDS来对标签的合法性进行验证,防止标签假冒攻击.通过使用BAN逻辑和Vaudenay模型对DPRAP协议进行形式化分析和验证,证明DPRAP协议满足不可追踪性,能够抵抗去同步攻击、标签假冒攻击等攻击手段,结果表明DPRAP协议具有更强的安全隐私性和更好的实用性.     

基于RRAM PUF的轻量级RFID认证协议

针对当前轻量级的射频识别（RFID）加密方案信息防护手段有限的问题,结合由阻变存储器（RRAM）构成的物理不可克隆函数（PUF）,提出了一种新型的轻量级RFID双向认证协议。利用多级响应加密机制实现阅读器与标签之间的安全认证处理。结合RRAM PUF模型,采用了特殊的纠错处理方法提高PUF响应的可靠性并阻止了信息泄露。此外添加了密钥更新机制和异常攻击标识,抵御了追踪攻击和去同步攻击等威胁。经仿真、分析和对比结果表明,该协议可以有效抵抗多种攻击手段,具有较高的安全性和较低的计算成本。     

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。     

改进型RFID相互认证协议研究

随着射频识别(RFID)技术的发展和广泛应用,RFID系统的安全性成为了研究的热点,但是由于标签有限的计算能力和存储能力,安全协议的设计成为了保证RFID系统安全的关键。文章对SYK协议的安全性进行了分析,针对其存在的多个安全漏洞进行改进,提出了一种改进型的RFID相互认证协议。安全性能分析表明,改进后的协议通过标签和数据库的信息同步更新和散列函数加密,解决了SYK协议的安全隐私问题,满足基本的安全性能,可以抵制跟踪、去同步、重传等多种攻击,提高了RFID系统的安全性。     

EPC Gen2标准下强安全射频识别认证协议

由于现在很多射频识别（RFID）认证协议不符合EPC Class 1 Gen 2(EPC Gen2)标准的要求,同时对RFID系统的计算能力要求很高,因此很难在低端标签中实现。针对上述问题,通过分析已有协议的安全性,总结出不安全协议的缺陷,提出了一种新的基于EPC Gen2 标准的RFID认证协议,并采用BAN逻辑对协议进行了安全性证明。通过安全性分析,新协议满足了信息机密性、数据完整性和身份真实性的RFID系统认证协议的安全需求。     

基于低成本标签的RFID匿名双向认证协议

为消除目前现有低成本无线射频识别(RFID)认证协议存在的各种安全隐患,解决认证协议所忽视的针对后端数据库的拒绝服务攻击问题,使用简单的逻辑运算以及读写器的屏蔽操作,以两个16位循环冗余校验(CRC)函数消息的级联作为标签与读写器相互认证因子,设计了一种新的基于低成本标签的RFID匿名双向认证协议,并对其进行了性能分析。分析结果表明,所提协议能够抵抗重放攻击和同步攻击,具备不可追踪性、真实性和服务的可用性,是一个比较安全、高效、实用的RFID低功耗安全认证方案。     

基于hash运算的RFID认证协议分析和改进*

针对已有基于hash运算的RFID认证协议所面临的安全问题,提出了一种新的适合低成本RFID的双向认证协议,并与已有的协议进行安全性分析和性能比较。结果表明该协议仅使用hash函数和异或操作,就达到机密性、完整性和防追踪性的安全目标,并运用时间戳作为标签查询标志,提高认证过程的执行性能。因此该协议与先前工作相比,更适合低成本的RFID系统。     

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.     

A lightweight anti-desynchronization RFID authentication protocol

Radio frequency identification (RFID) technology has been widely used in ubiquitous infrastructures. However, resource constraint in the low-cost RFID systems has posed potential risks such as privacy and security problems, becoming adoption barrier for RFID-based applications. In this paper, current security issues in RFID are introduced firstly. Then, we propose a lightweight Anti-desynchronization privacy preserving RFID authentication protocol. It is particularly suitable for the low-cost RFID environment for only the capacity of one-way hash function and XOR operation is needed. In this lightweight Anti-desynchronization RFID authentication protocol, the back-end server keeps the history of the random key update to prevent the active attackers from de-synchronizing the shared secret between the tag and the back-end server. The security and the performance of the proposed protocol are analyzed as well.     

一种适合于低成本标签的RFID双向认证协议

在分析现有一些RFID认证协议的基础上,提出了一种新的适合低成本标签的双向认证协议,并对其进行了SMV模型检测形式化证明和性能分析。结果表明该认证协议具有认证性、保密性和完整性,能够满足低成本标签的安全需求,并且在安全性能提高的同时仍具有较好的执行性能。     

基于矩阵理论的RFID认证协议设计及BAN逻辑分析

针对目前提出的射频识别(RFID)认证协议大多不能抵抗重放攻击和数据篡改攻击的问题,提出了一种能抵抗这些攻击的低成本安全协议--基于矩阵的安全协议(MSP)。该协议基于矩阵理论的矩阵乘法和伪随机数生成器(PRNG),实现所需门电路不超过1000,满足低成本的要求。与基于同等算法的已有协议分析得出MSP大大降低了标签存储量和计算复杂度。最后,经BAN逻辑分析证明MSP实现了安全认证。因此,MSP非常适用于RFID环境。