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。     

供应链环境下UC安全的RFID所有权转移协议*

针对供应链环境下无线射频识别(RFID)标签流动所涉及的节点隐私和供应链可见性管理问题,定义了供应链环境下RFID标签所有权转移的安全需求,提出了通用可组合安全模型,并基于所提出的RFID认证协议,设计了一个能实现该模型的RFID标签所有权转移协议。安全性证明和效率分析表明该协议通过利用授权机制和哈希函数的单向性,很好地解决了可见性和不可追踪性问题,采用索引机制和标签端轻量级的计算方式提高了执行效率。与同类方案相比,该协议降低了标签端的计算量且安全性更高。     

满足后向隐私的可扩展RFID双向认证方案

无线射频识别(RFID)系统的匿名认证机制可以有效地保护标签的隐私性,而可扩展性和后向隐私安全性是实际应用中需要考虑的两个重要问题.对最近新提出的3个可扩展RFID双向认证协议的安全性进行了分析.分析指出,ACP方案并不能提供后向隐私安全性;G-I方案不能抵抗去同步攻击,攻击者可以通过主动攻击,使得标签和阅读器内存储的密钥数据不一致,从而破坏标签和阅读器的后继认证;而MMR方案不能抵御主动攻击,攻击者可以仿冒合法阅读器,通过不断质询标签并分析标签的回复消息,就可完全推导出标签中存储的全部秘密.在此基础上,提出了一个基于Hash函数的可扩展双向认证方案,方案从存储需求和运算量上要优于G-I方案;并且证明了方案能够满足受限后向隐私安全,并可以抵御去同步攻击.     

安全的RFID认证协议研究设计

分析了已有的各种RFID机制的安全应用和RFID系统保护个人隐私的机制,在此基础上提出并探讨了一个鲁棒性强、保护用户隐私、安全同步的认证协议,以满足计算能力不高、价格低廉的RFID系统.该认证协议满足了保护射频卡用户隐私的要求,并满足射频卡的不可跟踪性,不可克隆性等.提出的RFID系统使用无源标签,且其具有少量存储能力并具有可复写功能,在后继研究中给出了该协议的具体实现过程以及安全性证明.     

基于流密码加密的RFID双向认证协议的研究

针对目前RFID系统难以抵抗各种网络攻击,如伪造标签攻击,无抵抗嗅探能力等,并且很多无源RFID标签,存储容量和计算能力较差,这些标签都无法使用高级的加密算法,如非对称加密算法。本文分析了很多现存的主流RFID标签的认证加密协议,推出一种全新的可以抵御服务攻击的RFID双向认证协议。该认证协议是基于密钥动态更新和流密码加密方式设计的,它的健壮性、安全性、效率会更好。通过实验比较各个认证协议的安全性。实验表明,在同等条件下,比较几种协议被攻击的次数,提出的双向认证协议安全性更好。     

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。     

一种改进的满足后向安全的RFID双向认证协议

针对在物联网应用中,现有的RFID双向认证协议存在认证效率低和安全隐患等问题,提出了一种满足后向安全的RFID双向认证协议,采用随机数使标签保持信息的新鲜性,从而实现标签与阅读器之间的双向认证;通过Rabin加密算法的运算单向性,来解决同步以及后向安全的问题;并采用BAN逻辑方法对协议进行了形式化证明。该协议与现有的此类安全认证协议进行安全性和成本比较,结果表明该协议不仅具有防跟踪、抗暴力破解、防重放攻击等特点,而且还可以实现双向认证,同时因为门电路的减少,使得成本下降,适用于低成本的RFID系统。     

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。     

一种基于ECC的RFID双向认证协议设计

针对有些RFID认证协议存在的可扩展性和安全隐私保护的问题,提出一个基于椭圆曲线密码(ECC)的RFID双向认证协议。对该协议进行详细的描述,并分析其安全性。结果表明该协议具有可扩展性,能够抵抗跟踪、重放、假冒、中间人等攻击,具有良好的前向安全性和能够实现服务器和标签的双向认证。该协议成本低、安全、可扩展,具有一定的实用性。     

RFID系统中基于公钥加密的相互认证协议

随着RFID系统能力的提高和标签应用的日益普及,安全问题,特别是用户隐私问题变得日益严重。提出了一种新的RFID认证协议。认为基于公钥加密的RFID认证协议相对基于哈希函数和基于对称密钥加密的RFID认证协议,有较好的安全性。公钥加密算法NTRU被认为是一种效率较高的加密算法,且更适合于RFID系统,因此提出的协议采用了NTRU公钥加密算法。对该协议的安全性和性能进行了比较分析,结果表明该协议可以为RFID系统提供更好的安全性,能为用户提供更好的隐私保护,且性能较佳。     

A minimum disclosure approach to authentication and privacy in RFID systems

In this paper we present a novel approach to authentication and privacy in RFID systems based on the minimum disclosure property and in conformance to EPC Class-1 Gen-2 specifications. We present two security schemes that are suitable for both fixed reader and mobile/wireless reader environments, the mutual authentication and the collaborative authentication schemes respectively. Both schemes are suited to the computational constraints of EPC Class-1 Gen-2 passive RFID tags as only the cyclic redundancy check (CRC) and pseudo random number generator (PRNG) functions that passive RFID tags are capable of are used. Detailed security analysis of both our schemes show that they offer robust security properties in terms of tag anonymity, tag untraceability and reader privacy while at the same time being robust to replay, tag impersonation and desynchronisation attacks. Simulations results are also presented to study the scalability of the schemes and its impact on authentication delay. In addition, Yeh et al. (2010) [20] proposed a security scheme for EPC Class-1 Gen-2 based mobile/wireless RFID systems. We show that this scheme has a security vulnerability and is not suitable for mobile/wireless RFID systems.     

Single tag sharing scheme for multiple-object RFID applications

RFID systems have been widely adopted in various industrial as well as personal applications. However, traditional RFID systems are limited to address only one tag for each application object. This limitation hinders the usability of RFID applications because it is difficult, if not impossible, to distinguish many tags simultaneously with existing RFID systems. In this paper, we propose a new RFID tag structure to support multiple-objects that can be easily shared by many different RFID applications. That is, the proposed RFID tag structure supports that a tag maintains several different objects and allows those applications to access them simultaneously. We also propose an authentication protocol to support multiple-object RFID applications. Especially, we focus on the efficiency of the authentication protocol by considering different security levels in RFID applications. The proposed protocol includes two types of authentication procedures. In the proposed protocol, an object has its security level and goes through one of different authentication procedures suitable for its security level. We report the results of a simulation to test the performance of the proposed scheme. In our simulation, we considered the safety of our scheme against potential attacks and evaluated the efficiency of the proposed protocol.     

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。     

Extending ECC-based RFID authentication protocols to privacy-preserving multi-party grouping proofs

Since the introduction of the concept of grouping proofs by Juels, which permit RFID tags to generate evidence that they have been scanned simultaneously, various new schemes have been proposed. Their common property is the use of symmetric-key primitives. However, it has been shown that such schemes often entail scalability, security and/or privacy problems. In this article, we extend the notion of public-key RFID authentication protocols and propose a privacy-preserving multi-party grouping-proof protocol which relies exclusively on the use of elliptic curve cryptography (ECC). It allows to generate a proof which is verifiable by a trusted verifier in an offline setting, even when readers or tags are potentially untrusted, and it is privacy-preserving in the setting of a narrow-strong attacker. We also demonstrate that our RFID grouping-proof protocol can easily be extended to use cases with more than two tags, without any additional cost for an RFID tag. To illustrate the implementation feasibility of our proposed solutions, we present a novel ECC hardware architecture designed for RFID.     

一种采用双层校验的RFID离线匿名群证明协议

随着越来越多的物品被贴上RFID标签,用于证明若干具有一定关系的物品作为一个群组在同一时间、同一地点出现的群证明技术的应用日趋广泛.在RFID群证明技术中,如何在确保标签信息安全与隐私的同时,生成可靠的群证明,并提升协议的执行效率是当前的研究热点.为确保标签信息的安全与隐私,离线群证明协议往往仅由Verifier完成验证,Reader仅负责群证明信息的收集,降低了协议对于非法群证明的响应速度,为提高系统的群证明效率,抵御拒绝服务(deny of proof, DoP)攻击,提出了一种采用双层校验的RFID离线匿名群证明协议AGPDL,使用椭圆曲线加密,通过二次校验的方法,授权Reader在标签匿名的情况下预先进行群证明的有效性验证,然后再由Verifier完成最终的群证明校验,并确认标签身份.通过安全性分析与性能分析可知：AGPDL能够较好地保护标签信息的安全与隐私,抵御冒充攻击与重放攻击,并且防止Reader提交无效群证明带来的系统开销,具有较好的可扩展性.     

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。     

可扩展及可证安全的射频识别认证协议

针对目前广泛应用的被动式射频识别（RFID）标签中的计算、存储资源有限,导致RFID认证协议的安全和隐私保护,特别是可扩展性一直没有得到很好解决的问题,提出一种基于哈希函数、可证安全的轻权认证协议。该协议通过哈希运算和随机化等操作确保认证过程中会话信息的保密传输和隐私性;在认证过程中,标签的身份信息通过伪名进行确认,其真实身份没有透漏给阅读器等不信任实体;后端服务器进行身份确认仅需进行一次哈希运算,通过标识符构造哈希表可使身份信息查找时间为常数;每次认证后,标签的秘密信息和伪名等均进行更新,从而确保协议的前向安全性。分析证实,该RFID轻权认证协议具有很好的可扩展性、匿名性和前向安全性,能够抵抗窃听、追踪、重放、去同步化等攻击,而且标签仅需提供哈希运算和伪随机数生成操作,非常适合应用于低成本的RFID系统。     

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.