一种基于轻权加密体制的RFID认证协议

针对射频识别(RFID)系统在计算与存储资源有限情况下的特殊需求,提出一种基于公钥密码体制NTRU的轻权认证协议。在该协议中,标签和读写器均完成一次随机数生成操作,且仅在服务器端存储一个密钥对,各个RFID标签采用公钥进行消息加密并发送给读写器和服务器,服务器通过存储在本地的私钥进行解密,在标签端仅存储服务器的公钥,以确保认证过程中信息的保密传输和隐私性,实现标签与读写器间的相互认证。通过分析证实,该协议能够抵抗窃听、位置追踪、重放、反向跟踪等攻击,而且标签仅需提供轻权加密和随机数生成操作,该认证协议非常适合应用于低成本的RFID系统。     

抗异步攻击的RFID认证协议

针对文献[13]提出的RFID认证协议存在无法抗异步攻击的缺陷,在此协议基础上,设计一种能抵抗异步攻击的认证协议.该协议摒弃原协议采用的哈希函数加密策略,选择超轻量级的字合成运算对传送消息进行加密;设计协议为能够抵抗异步攻击,前后两次通信认证用到的共享密钥均存放于读写器中,标签一端引入计数器Q对最后一轮读写器发送给标签的消息进行计数.基于逻辑BAN形式化分析协议,给出严谨的推理过程;基于安全性分析,表明该协议具备一定的安全性;基于性能对比,说明其能够适用于当前低成本的系统中.     

一种改进的RFID双向认证协议

通过研究RFID认证协议,发现了一些安全问题,对此提出了一种基于hash函数的双向认证协议。该协议通过随机数和秘密值的计算来完成数据库、标签和读卡器之间的认证,有效防止了窃听、重放攻击、假冒攻击等常见攻击。     

基于PUF适用于大规模RFID系统的移动认证协议

针对移动射频识别系统中的安全问题,采用物理不可克隆函数研究适用于大规模RFID系统的移动认证协议。为解决移动RFID认证环境下读写器易遭受假冒攻击的问题,在Vaudenay模型中加入攻击者入侵读写器的能力,并通过服务器对读写器的身份认证来抵御攻击者的假冒攻击;为解决标签的运算能力不足问题和服务器搜索标签耗时长的问题,采用PUF生成会话密钥来减轻标签加密过程中的运算量,服务器通过共享密钥异或运算实现对检索标签和读写器身份标识的快速检索。利用Vaudenay模型理论,分析和证明了研究的协议可实现Destructive等级的隐私保护;仿真结果表明,PMLS协议中服务器的搜索耗时不随标签数目增长而加长,满足大规模移动RFID系统的应用要求。     

EPC编码标签的RFID系统密钥无线生成

针对目前RFID系统的认证协议都是在事先设置好的共享密钥值基础上的,敌手可以通过一些手段获取密钥而对后续的认证造成安全威胁,提出了一种基于EPC编码标签的RFID系统密钥无线生成协议。将部分EPC加密进行通信,防止秘密信息泄露;引入标签与阅读器的安全模型,提高通信的安全性;阅读器随机数保持通信过程的新鲜性;仅采用异或运算降低标签成本与计算量。通过GNY逻辑对协议进行形式化证明,安全分析和性能分析表明,该协议符合安全模型并能够抵抗主动攻击和被动攻击,具有安全性高、低成本的特点。     

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.     

基于椭圆曲线加密的RFID安全系统设计

椭圆曲线加密系统的理论基础是椭圆曲线离散对数问题.与其他公钥密码系统相比,该加密系统具有安全性高、密钥长度短和计算量小等优点,近年来逐渐被应用于RFID认证中.该文首先研究了国外一种基于椭圆曲线加密的认证协议.该协议采用最小的计算量达到安全认证的目的,分析证明该协议易受重放攻击、窃听攻击和标签假冒攻击.在此基础上,提出了一种更为简单和安全的改进协议.     

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。     

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。     

基于不可追踪模型的轻量级RFID认证协议

在Ha等提出的基于Hash函数的低成本RFID认证协议中, 敌手捕获 标签和读卡器之间传送的信息后,就可以实现跟踪攻击。在分析Ha等提出的低成本RFID认证协议的基础上,设计出了 效率更高的追踪攻击算法。Ha等提出的低成本RFID认证协议易于遭受追踪攻击,敌手可以从低位到高位,逐个比特位地猜测出合法的标签密钥的比特位,针对这一缺点提出了可以抵抗追踪攻击的改进协议,并用不可追踪模型形式化证明了该协议不可追踪的鲁棒性。     

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.     

EMAP: An efficient mutual authentication protocol for passive RFID tags

Radio frequency identification (RFID) system is a contactless automatic identification system, which uses small and low cost RFID tags. The primary problem of current security and privacy preserving schemes is that, in order to identify only one single tag, these schemes require a linear computational complexity on the server side. We propose an efficient mutual authentication protocol for passive RFID tags that provides confidentiality, untraceability, mutual authentication, and efficiency. The proposed protocol shifts the heavy burden of asymmetric encryption and decryption operations on the more powerful server side and only leaves lightweight hash operation on tag side. It is also efficient in terms of time complexity, space complexity, and communication cost, which are very important for practical large-scale RFID applications.     

基于伪随机函数的RFID双向认证协议

针对在物联网应用中,现有的RFID安全认证协议存在安全缺陷和认证效率低等问题,提出了一种改进的基于PRF的RFID双向认证协议,通过对读写器产生的随机数进行加密的方法,来解决原协议存在的安全隐患问题;采用随机数使标签保持信息的新鲜性。通过和已有的此类安全认证协议进行安全性比较,结果表明改进的协议不仅具有防跟踪、抗暴力破解、防重放攻击等特点,而且保证了标签没有大幅增加计算量。     

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.     

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。      

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.     

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。     

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。