基于PUF的高安全性轻量级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难以折中的问题,提出一种基于PUF的高安全性轻量级RFID三方认证协议(PHL-RTAP)。PHL-RTAP协议利用物理不可克隆函数(PUF)实现对标签身份的安全认证,保护标签免受物理克隆攻击,同时降低了标签开销,满足资源受限的RFID系统的需求;采用二次剩余算法实现对阅读器身份的安全认证,保护阅读器的数据隐私;引入随机数抵抗重放攻击,同时保证了阅读器与标签的匿名性和不可追踪性。PHL-RTAP协议实现了服务器、阅读器和标签之间完整的三方认证,可以依据需求扩展RFID系统中阅读器和标签规模,使其适用于大规模标签的RFID系统。安全分析表明：PHL-RTAP协议能够有效抵抗追踪、重放、物理克隆和去同步化等多种恶意攻击,使用BAN逻辑分析法和AVISPA工具证明了协议的安全性。与近期协议的对比分析显示：PHL-RTAP协议弥补了同类RFID协议的安全缺陷,并且计算开销、通信开销和标签存储开销等资源开销都较低,在保证高安全性的同时实现了轻量级,适用于资源受限的RFID三方认证场景。     

轻量级RFID双向认证协议设计与分析

针对低成本RFID系统常用的基于Hash运算认证协议的安全性进行研究,分析了该类协议存在的安全缺陷和不足,给出设计低成本RFID认证协议满足安全需求的思路,提出了一种轻量级的RFID双向认证协议,运用BAN逻辑的形式化分析方法,对该协议的安全性进行证明。结果显示,该认证协议能满足RFID应用中面临的机密性、完整性和可追踪性的安全需求,可抵制跟踪、标签假冒、重放等攻击,弥补已有基于Hash运算的认证协议中存在的安全缺陷,更适合低成本RFID系统对应用安全的需求。     

一种轻量级RFID安全协议的改进

针对相关文献提出的基于异或和哈希算法的轻量级射频识别认证技术,对其潜在的危险进行了深入的分析。在此基础之上,结合应用于Internet或应用系统中的传统的安全机制和一些轻量级的节省资源的安全机制,对上述协议进行改进,提出一种新的轻量级射频识别安全协议。该协议适用于现实的系统中,以避免已确认的潜在危险,并充分考虑在RFID系统中,RFID标签低成本的要求、强大的约束性以及对外界不可抗拒性等限制RFID发展的主要因素。     

基于滑动窗口机制的RFID自同步可扩展所有权变更协议

针对可扩展射频标签(RFID)认证鉴权子协议P1存储代价与寻签查找效率的矛盾和密钥更新子协议P2的非同步攻击缺陷,提出了一种改进的RFID轻量级、可扩展、自同步所有权变更协议(LSDARP).该协议采用滑动窗口机制,仅存储和维护标签新旧相邻特征值,既降低了存储代价又可避免产生特征值组耗尽后的寻签效率退化问题,在遭受连续非同步攻击后自行恢复同步.在存储代价、计算复杂度、后向安全、抵御非同步攻击和Tag Killing攻击等方面,LSDARP协议比P1、P2协议更优.     

物理不可克隆函数在RFID认证中的应用

在对低成本RFID系统的安全需求,以及物理不可克隆函数（PUF）在RFID认证中应用的理论可行性分析基础上,对一种基于PUF的认证协议进行研究.研究发现,该协议只能实现读写器对标签的单向认证,且效率非常低.为此,提出了一种基于PUF的RFID通用认证模式.该认证模式可以在保证安全认证的同时,提高认证效率,实现标签和读写器之间的双向认证.     

一种带有转换开关的RFID标签所有权转换协议

RFID标签在其生命周期内往往要经历多个所有者。为保护标签所有权转换过程中信息的安全性,提出了一种带有转换开关的所有权转换协议。在该协议中,标签和所有者共享两个密钥,分别用于进行认证通信和所有权转换。通过设置转换开关,达到允许所有权转换和抵御去同步化攻击的目的。采用GNY逻辑对协议进行了分析,分析结果表明,该协议能提供双向认证,抵御重放攻击、中间人攻击和去同步化攻击,并能保护标签信息的前向安全和后向安全。     

基于Hash函数的RFID安全认证协议研究与设计

对RFID系统中存在的安全问题,设计了基于Hash函数的RFID安全认证协议。该协议加入了传送消息前的标签和读写器身份认证环节,同时考虑了标签成本问题,保障了认证过程的安全性和高效率。通过BAN逻辑分析,验证了协议良好的综合性能。     

基于循环组的RFID安全认证协议

针对射频识别(RFID)系统存在的信息隐私和安全问题,分析典型的RFID安全认证协议及其劣势,提出了基于循环组的RFID系统相互认证协议。该协议不在标签侧执行伪随机函数,而是执行简单的异或和取模运算,并基于匿名集和信息泄漏度量标签受攻击时分析系统的隐私性能和安全级别。与常见认证协议相比,所提出的协议具备运算效率高、内存需求低等优势。性能分析和仿真实验表明,该协议能够抵抗重放、异步和中间人等典型攻击,与其它认证协议相比具有更强的安全性和更好的隐私保护能力,并能满足RFID标签低成本的要求。     

一种改进的基于 Hash 函数的 RFID 双向认证协议

针对物联网应用中,基于Hash函数的Radio Frequency Identification （ RFID,射频识别）安全认证协议存在缺陷以及安全协议认证效率不高等问题,提出了一种改进的基于Hash函数的RFID双向安全认证协议,协议能保护标签的数据隐私,防止重放、追踪、伪造等攻击。通过和已有的此类安全认证协议进行安全性分析和性能比较,结果表明该协议具有更高的认证效率,并且引入了标签认证标志Tuse、Tstore以及动态秘密值S,能有效地防止去同步化攻击的威胁,适用于低成本的RFID系统。     

轻量级RFID双向认证协议设计与分析

针对现有的RFID认证协议存在的安全隐私保护弱点和性能不高问题,提出了一个基于Hash的RFID双向认证协议．采用可证明安全模型对其安全性进行了证明,分析了协议的隐私保护和安全特性．与现有几个结构类似的RFID认证协议相比,该协议有效地解决了RFID系统的隐私保护及安全问题,具有显著的性能优势,极大地降低了标签的存储量和计算量,尤其是提高了服务器数据库的检索效率．     

常数时间的轻量级RFID双向认证协议

针对大规模无线射频识别（RFID）系统,提出一个安全双向认证协议.利用伪随机数生成器计算资源要求低的特性,使协议适用于存储空间小和计算能力不足的低成本标签环境中,采用平面直线斜率计算方法实现认证双方共享一对密钥,将认证的时间复杂度降低到O（1）,引入时间戳来抵抗重放攻击,认证结束后进行身份更新防范标签位置追踪.形式化证明显示,该协议实现了标签与读写器的双向认证.仿真结果表明,与现有同类型主流协议相比,该协议认证效率提高了9%.     

无需后端数据库的RFID认证协议

为了克服使用后端数据库模式的无线射频识别(RFID)安全协议存在的缺点,基于通用可组合
安全模型,设计了一个轻量级不需要后端数据库的RFID认证协议,该协议实现了匿名、不可
追踪和双向认证. 因该协议的实现仅使用伪随机函数原语,所以具有较高的效率. 通用可组
合安全性保证了该协议在任意的和未知的多方环境中运行时仍然是安全的.     

基于端到端协议的RFID双向认证协议

RFID是一种非接触式自动识别技术。为了解决RFID系统存在的诸多安全问题,本文提出了一种基于端到端协议的RFID双向认证协议,分析了该协议的安全性,对比了RFID几种常见的基于密码技术的安全协议,表明了本方案在减少阅读器与标签通信传输回合数的同时可有效避免欺骗、中间人攻击、重放攻击和冒充攻击。     

改进的无后台数据库RFID认证协议

针对采用接入表方法的无后台数据库的无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)认证协议存在的安全威胁和效率不足,提出了一种改进的无后台数据库RFID双向认证协议。协议基于Hash函数,通过伪随机数实现随机检索标识的动态更新和同步,并结合标签静态密钥降低阅读器和标签的计算复杂度以及标签的存储容量。BAN逻辑形式化安全证明、安全性能分析、效率分析表明,协议可以弥补同类RFID认证协议存在的机密性、拒绝服务以及去同步化等安全威胁,阅读器具有常数级的计算复杂度,标签具有更少的存储容量,适用于标签数量庞大的无后台数据库RFID系统。     

带有TTP权重的多所有者标签所有权转换协议研究

针对多所有者RFID标签所有权转换问题,提出了一种带有TTP权重的多所有者标签所有权转换协议。所有权的变化不仅是由标签的所有者发生变化引起,同时不同的所有者所占有权重发生变化也会导致所有权的变化。由于可信第三方参与所有权的转换,使得原所有者可完全地将对标签的所有权转交给新所有者,该协议具备原所有者无关性。使用GNY逻辑对该协议进行了安全性分析,并进行了仿真实验。结果表明:该协议能抵抗转换过程中的多种攻击,同时标签耗时较低。     

一种改进的RFID双向安全认证协议

现有的RFID认证协议大部分都建立在阅读器和后台数据库为安全通信这一假设上,通过对现有协议以及RFID发展趋势的分析,取消这种假设,提出了一种改进的双向安全认证协议.该协议采用异或运算和Hash函数对通信的消息进行加密,通过自动更新标签ID、共享密钥等方法抵抗重放攻击、假冒攻击、系统内部攻击等.性能分析表明,新协议能在较低成本的基础上抵抗各种攻击,可以保证通信的安全性和正确性.     

采用云和PUF的轻量级RFID双标签认证协议

针对医药系统中药品和说明书同时认证的应用需求,提出一种快速双标签身份认证方案。该方案引入云服务器和物理不可克隆函数,确保了射频识别系统的可扩展性和标签的不可克隆性。针对传统射频识别系统逐一认证双标签效率较低的问题,提出一种双标签响应合并流程;针对物理不可克隆函数引发的系统错误认证问题,计算了物理不可克隆函数响应的最佳认证阈值,以降低系统的认证错误率;针对云服务器的不可信问题,提出3种超轻量级位流函数以实现两种加密机制,从而保护前向信道免受云服务器隐私泄露的威胁。安全分析表明,快速双标签身份认证协议可满足标签匿名性和不可追踪性,并能有效地抵抗克隆攻击、去同步化攻击、重放攻击等恶意攻击。此外,使用BAN逻辑分析和AVISPA工具,进一步验证了协议的安全性。与近期的认证协议相比,快速双标签身份认证协议的服务器搜索耗时最短,在满足各项安全属性的同时,以近似单标签的资源开销实现了对双标签的快速认证,适用于资源受限的大规模双标签认证场景。     

基于联合签名的RFID所有权安全转换研究

标签所有权转换的安全性和可追溯性是其广泛应用必须解决的问题.本文针对供应链中标签所有权转换时易受攻击与标签计算资源有限的缺点,采用联合签名的方法提出标签所有权安全转换协议.该方案既保证了标签传输过程安全,也保证了标签信息的前向和后向安全,同时也可以回溯.     

轻量级RFID医疗信息系统安全协议的研究

针对未来医疗信息系统中采用轻量级射频识别(RFID)技术的安全与隐私保护问题,构建了医疗信息系统的通用流程模型,并由此提出了既有安全协议的改进方案.新方案利用业务流程中前导关联信息缩减搜索空间.安全分析表明,新方案能够有效平衡不可追踪性与伸缩性矛盾需求,抗击各类攻击,支持RFID标签复用,且与既有EPC C1G2标准兼容.     

应对密钥攻击的低成本RFID改进安全协议

针对低成本RFID协议中攻击者仅需要对截获信息进行特定的异或运算,并采用穷举运算即可分析出标签密码信息的漏洞,提出了一种应对密钥攻击的改进型安全协议.在发送端将协议中标签的随机数与标签识别码的随机函数值进行异或运算来加密传输,以免被攻击者窃取,在服务器端通过相关反运算,与服务器保存的标签EPC随机函数值进行异或运算,获取本次通信的随机数,并与服务器密钥进行数值运算,判断认证是否成功.结果表明:该协议切实可行,同时能抵御窃听、重放、跟踪、阻断、模拟等多种攻击,并且该协议对存储空间和计算能力等方面的要求更低,适合低成本标签使用.