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。