采用PUF保护位置隐私的轻量级RFID移动认证协议

将RFID(radio frequency identification)技术应用于供应链管理,可极大提高供应链系统的识别效率和商品信息的追溯能力。EPC C1G2(electronic product code class 1 generation 2)标准凭借远距离识别和低成本标签的价格优势成为供应链中应用最广的协议标准。针对低成本标签的安全和隐私问题,采用PUF(physical unclonable function)作为密钥生成机制以抵御攻击者假冒攻击,实现商品的防伪保护;引入对读写器身份的安全认证,以适应供应链中移动认证的应用环境;采用二次剩余定理和不断更新的共享密钥机制实现标签的前向和后向不可追踪性,保护标签携带者的位置隐私。仿真结果表明,服务器的识别效率为O(1),满足供应链对RFID系统可拓展的应用要求。     

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。     

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。     

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.     

基于遍历异或运算的RFID移动认证协议

针对基于PUF设计的移动认证协议进行安全性分析,指出协议存在的不足,并在该协议基础之上,提出一个改进的移动认证协议.所提协议摒弃用PUF加密算法,采用一种创新型的遍历异或运算对信息加密,遍历异或运算基于位运算实现,能够在极大程度上降低系统的整体计算量;遍历异或运算根据加密参数的汉明重量值进行不同方式的按位异或运算,攻击...     

一种安全高效的RFID双边认证协议

无线射频识别（RFID）技术是一种应用于开放系统环境下的对象自动识别技术,在物流、制造、零售等多种领域中具有广阔的应用前景。如何设计适合于RFID系统的安全、高效的认证协议是RFID技术得以广泛应用的关键。提出一种新型RFID双边认证协议,给出了详细的协议描述。通过与相关协议的比较表明,该协议是一种安全高效、具有强隐私性的认证协议。     

基于PUF的物联网轻量级认证

物联网设备具备通信能力,安全认证设备端与服务器能有效保障用户隐私安全.物理不可克隆函数(Physical Undonable Function, PUF)具备可靠性、唯一性等特点,可作为物联网身份凭据.本文基于PUF设计了物联网设备与服务器双向认证轻量级方案,该方案具备对中闻人攻击、重放攻击等的抵抗能力,且具备前向安全...     

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。     

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。     

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.     

一般化RFID安全认证授权协议模型

RFID技术安全性存在的问题阻碍了它的进一步应用。提出了一个一般化RFID安全认证授权协议模型,在Seo等提出的RFID四角色模型的基础上调整了系统读写过程以便简化RFID应用模型且更接近实用要求,并引入了RFID标签管理者、数据所有者、数据运载者和数据读取者等新角色,给出了新的RFID认证/授权模型的基本结构、角色职责和实现该模型的系统化协议原型。与之前的RFID认证授权模型相比更加灵活,可以在此基础上实现RFID设备之间更加多样的管理、认证、授权模式。     

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。     

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。     

基于混沌加密的可同步更新RFID双向认证协议

针对日益突出的RFID系统安全隐私问题,提出了一个基于混沌序列的RFID双向认证协议。利用混沌对初始值的敏感性生成混沌序列,对密钥进行加密。该协议引入标签密钥动态更新机制,并设计了自同步解决方案,实现了对标签的二次认证。采用BAN逻辑对其安全性进行证明,并与已有的协议进行安全性分析和性能比较。其分析结果表明,该协议降低了标签成本,减少了标签和后端数据库的计算量,提高了后端数据库的检索效率。不仅有效地解决了RFID系统的隐私保护及安全问题,同时也提高了RFID协议认证的执行效率,更适合低成本的RF1D系统。     

一种基于不可复制功能的RFID认证协议的安全性分析

基于不可复制功能(PUF)的射频识别(RFID)认证协议是近年来的研究热点。2011年,Bassil等在ITST国际会议上提出了一种新的基于PUF的RFID认证协议(BASSIL R, EL-BEAINO W, KAYSSI A, et al. A PUF-based ultra-lightweight mutual-authentication RFID protocol [C]// 2011 International Conference on Internet Technology and Secured Transactions. Piscataway: IEEE, 2011: 495-499)。分析了该认证协议的安全性,通过假设敌手参与协议,指出其不能抵抗密钥泄露攻击、跟踪攻击,也不能抵抗阅读器冒充攻击以及同步破坏攻击;同时描述了这些攻击的细节,并给出了它们的成功概率和计算复杂度。