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.     

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。     

RFID标签所有权转移协议研究

RFID标签在其使用过程中会涉及到所有权转移的问题,针对于此,设计出一种满足安全需求的所有权转移协议。设计出的协议不依赖可信第三方,能够减少通信实体数;采用挑战响应机制,标签的新所有者端引入计数器[count],根据[count]的值进行相对应的操作,解决去同步化攻击问题,设计出的协议能够满足标签所有权转移需要的安全要求。     

基于PUF的RFID协议分析与改进?

对一个基于PUF构造的低成本RFID安全协议进行分析,发现该协议不能保护标签的隐私性,即任何一个攻击者通过重放协议消息就可以跟踪同一个标签。并且由于识别标签的时间复杂度和通信复杂度都与标签个数呈线性关系,因此协议不具有扩展性。为此,提出一个改进的RFID协议,使得协议在效率和安全性两方面得到改善。     

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。     

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。     

基于PUF的高效低成本RFID认证协议

已提出的针对低成本RFID系统的安全机制,要么存在安全缺陷,要么硬件成本太高。为此设计了一个基于物理不可克隆功能(PUF)的RFID安全认证协议,利用PUF和线性反馈移位寄存器(LFSR)实现了阅读器和标签之间强的安全认证,解决了已有安全协议存在的问题。安全性分析表明:该协议成本低、安全性高,能够抵抗物理攻击和标签克隆,并有极强的隐私性。     

一种全新的RFID标签所有权转移协议

RFID标签在所有权转移过程中面临安全和隐私泄露的风险。针对这一问题,提出了一种带有转移开关并基于Hash函数的新型标签所有权转移协议。原所有者和新所有者分别拥有不同的通信密钥,前者的密钥用于原所有者与标签之间的认证,后者的密钥用于标签与新所有者之间的所有权转移。由于存在转移开关(Ownership Transfer Switch,OTS),因此可以通过对OTS的设置来实现抵抗去同步化攻击。对该协议的安全性分析结果表明,该协议能够满足标签所有权转移的安全需要,并能抵抗常见的主被动攻击,使标签的所有权实现完全转移。最后对协议进行了性能分析,结果表明所提协议在效率性能方面比已有的RFID标签所有权转移协议有明显提高。     

基于PUF的轻量级雾辅助物联网认证协议

雾计算将云计算的功能扩展到网络边缘,是各类物联网应用的最佳解决方案.但是雾计算独特的特性给雾辅助的物联网也带来了新的安全性问题,特别是物联网设备与雾节点之间的认证问题.在雾辅助的物联网中,一些雾节点和物联网设备是部署在公共场所,这使得它们更容易受到各种攻击.因此,为雾辅助的物联网系统设计认证协议首先应确保安全性,即认证协议能够抵抗各种已知的攻击,特别是在雾节点不完全可信或者物联网设备被捕获时也应该是安全的.其次,认证协议应该是低延迟的,低延迟是雾计算的基本特征.最后,由于许多物联网设备资源受限,认证协议也应该是轻量级的.为了解决这些问题,本文提出了雾辅助物联网两个场景中的轻量级认证协议.两个协议都采用了物理不可克隆函数这一硬件安全原语,一种实现了物联网设备与雾节点之间的相互认证,另一种实现了远程用户通过雾节点安全访问物联网设备.协议中任何实体均不存储显式的挑战-响应对和其他敏感信息,具备显著安全优势.对两个协议的形式化安全、非形式化安全和性能分析表明,所提出的认证协议不仅在各种已知攻击下具有鲁棒性,且具有较少的计算和通信代价.     

基于开环状态的标签所有权转移改进协议

电子标签生命周期中,电子标签的拥有者常发生变更,为确保变更前后拥有者存放在电子标签内部隐私信息的安全性,设计了一种所有权转移协议.协议适用于开环状态下的RFID系统中;为保障发送消息的安全性,采用二次剩余定理加密,同时为尽可能降低通信整体计算量,结合创新型的置换交叉合成运算对部分信息加密.协议与近年其他此类型协议做安全...     

基于循转函数的RFID标签所有权转移协议

针对现有无线射频识别低成本无源标签在其生命周期中所有权不断转移的安全性问题,设计了一种新的基于循转函数的RFID标签所有权转移协议。在随机预言机模型下,定义标签所有权转移攻击模型、安全模型,利用攻击游戏证明协议的安全性。协议设计了完整三方认证过程,利用循转函数算法、交叉位运算以及二次剩余算法等加密通信数据并实现轻量级标准,而后新所有者和标签之间秘密信息的二次同步更新机制,保证了协议的前、后向隐私安全。最后给出多协议之间的标签计算量、通信量、存储量成本对比,表明协议满足安全、低成本特性。     

基于切比雪夫混沌映射和PUF的RFID三方认证协议

针对射频识别（RFID）三方认证协议存在的安全需求和资源开销的平衡问题,利用切比雪夫多项式的半群性质以及混沌性质提出了一个基于切比雪夫混沌映射和物理不可克隆函数（PUF）的RFID三方认证协议：使用切比雪夫混沌映射来实现标签、阅读器和服务器三方共享秘密;使用随机数实现协议每轮会话的新鲜性以抵抗重放攻击,同时也实现了阅读器与标签的匿名性;使用PUF函数实现标签本身的安全认证以及抵抗物理克隆攻击。安全分析表明,该协议能有效抵抗追踪、重放、物理克隆和去同步攻击等多种恶意攻击,使用BAN逻辑分析方法和Scyther工具验证了其安全性。与近期协议对比分析表明,该协议弥补了同类RFID协议的安全缺陷,在满足各种安全属性需求的同时尽量平衡硬件开销,契合了RFID硬件资源受限的处境,适用于RFID三方认证场景。     

基于混沌加密的轻量级RFID所有权转移协议

针对RFID系统在其生命周期内所有权转移的安全问题,提出一种基于混沌加密的轻量级RFID所有权转移协议（CELOTP）。采用实现代价低和随机性强的Arnold cat混沌映射产生密钥序列,提高加密的安全性。采用动态刷新随机函数来降低标签成本和保持通信过程的新鲜性。采用挑战响应机制,利用Flag标志位来表示所有权的归属,提高了协议通信的安全性。通过BAN逻辑形式化证明了协议的安全性。安全性分析和性能分析表明该协议不仅满足标签所有权转移的安全需要,而且成本较低,适用于低成本的RFID系统。     

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。     

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。     

一种新的所有权可转移的RFID认证协议

标签在其生命周期内的所有权可转移是某些RFID应用的重要特点。在所有权转移的之后,应该保证新旧所有者不能利用自己掌握的当前或过往信息对另一方进行跟踪或者获得对方的秘密信息。提出了一种新的所有权可转移的RFID认证协议,仅需三步即可实现标签所有权的全部转移。还对新方案的安全性进行了严格的形式化证明。     

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。     

供应链环境下的RFID标签所有权转换方案

针对供应链环境中存在的企业数据安全问题,提出了一个供应链环境下的RFID标签所有权转换方案.该方案由标签通信协议和标签所有权转换协议两部分组成.当标签处于节点实体内部时,对标签进行查询认证,保证了通信的安全.当标签在节点实体间进行所有权转换时,执行所有权转换协议,通过标签密钥的更新保护了新所有者的安全隐私.该方案满足供应链的可视性需求,可以抵抗内部攻击,具有较好的通信健壮性,且通信成本较低,具有一定的可行性.     

可穿戴设备拥有者转换协议的设计

近年来,可穿戴设备作为一类新型的智能设备正在改变着人们的生活方式。当这类设备处在多用户环境下时,应该考虑拥有者转换这一场景。为了解决可穿戴设备在拥有者转换场景下面临的安全隐私问题,设计了一个安全的可穿戴设备拥有者转换协议。该协议包括初始化、相互认证和密钥更新3个阶段。安全性分析表明本协议能够抵御传统的信道攻击和拥有者转换场景下的特殊攻击。实验分析表明所提方案具有较高的效率,能够适用于可穿戴设备环境。