面向RFID系统的安全协议设计与实现
这是一篇关于射频识别,安全认证,云服务器,所有权转移的论文, 主要内容为无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种通过特定频率的无线射频信号进行通讯的双向数据传输技术,能够实现自动化、非物理接触式自动识别的功能。RFID技术的不断推广使其逐渐成为推动物联网发展的核心技术之一。区别于传统的识别技术,除了具备非接触的优点,同时兼备读取信息方便准确、速度快、使用寿命长、抗干扰性强等诸多优点。目前RFID技术已经应用到包括门禁系统、物流管理、交通控制系统等诸多领域,发挥着越来越重要的作用。但是由于RFID标签和阅读器之间的通信信道处于开放状态,RFID系统的通信过程容易受到包括窃听攻击、重放攻击、跟踪攻击等多种攻击类型的攻击,已经成为阻碍RFID技术发展的重要原因。同时RFID标签在应用的过程中,存在着所有权转移的问题。如何确保标签能够安全的进行所有权转移,也是一个亟需解决的重要问题。本文主要内容总结如下:1.提出了一种基于动态ID和PUF的RFID安全认证协议。由于RFID标签低成本的要求会限制标签的计算存储能力,传统的对称加密和非对称加密等较为复杂的加密算法就无法应用到RFID认证系统中来。本文提出了一种基于动态ID和物理不可克隆函数PUF(Physical Unclonable Function)的安全认证协议。通过引入哈希函数和PUF两种加密方法,借助阅读器和标签端产生的随机数,在协议的每一次通信过程中都对数据进行加密。同时每一轮认证完成之后,都会进行标签信息和密钥信息的更新,确保协议的安全性、隐私性和健壮性。并通过基于GNY的形式化分析和协议仿真证明该协议的可靠性及能够有效抵御针对RFID认证过程中的常见攻击类型。2.提出了一种基于云服务器的RFID标签所有权转移协议。随着云计算技术的成熟,以云服务器取代传统的服务器搭建RFID系统成为了一种新趋势。同时在RFID系统的应用场景中,比如最常见的物流行业,随着商品所有权的转移,附着在商品上的RFID标签的所有权也需要随之进行改变。本文所提出的标签所有权转移协议主要包括三个阶段,分别为初始化阶段、授权阶段、密钥更新阶段。每一轮所有权转移的过程中,在旧所有者阅读器和待转移标签之间的双向认证完成之后,云服务器和标签会进行密钥和所有者身份信息的更新,同时在云服务器数据库中删除有关旧所有者阅读器的消息记录。既保证了所有权的成功转移,又确保所有权转移之后,新所有者无法获取到标签和旧所有者之间的交互信息。理论分析和协议仿真都证明了该协议的安全性和高效性。3.设计与实现了一个基于B/S架构的RFID安全管理系统,只需要浏览器即可访问,不再需要安装专用RFID设备软件,可以方便的使用不同类型的设备接入RFID网络,并可以随时对系统进行管理。该管理系统是依据第三章、第四章所提出的安全协议设计的,并通过实际测试结果证明该系统的各项功能能够正常使用,满足实际的使用需求。
面向RFID系统的安全协议设计与实现
这是一篇关于射频识别,安全认证,云服务器,所有权转移的论文, 主要内容为无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种通过特定频率的无线射频信号进行通讯的双向数据传输技术,能够实现自动化、非物理接触式自动识别的功能。RFID技术的不断推广使其逐渐成为推动物联网发展的核心技术之一。区别于传统的识别技术,除了具备非接触的优点,同时兼备读取信息方便准确、速度快、使用寿命长、抗干扰性强等诸多优点。目前RFID技术已经应用到包括门禁系统、物流管理、交通控制系统等诸多领域,发挥着越来越重要的作用。但是由于RFID标签和阅读器之间的通信信道处于开放状态,RFID系统的通信过程容易受到包括窃听攻击、重放攻击、跟踪攻击等多种攻击类型的攻击,已经成为阻碍RFID技术发展的重要原因。同时RFID标签在应用的过程中,存在着所有权转移的问题。如何确保标签能够安全的进行所有权转移,也是一个亟需解决的重要问题。本文主要内容总结如下:1.提出了一种基于动态ID和PUF的RFID安全认证协议。由于RFID标签低成本的要求会限制标签的计算存储能力,传统的对称加密和非对称加密等较为复杂的加密算法就无法应用到RFID认证系统中来。本文提出了一种基于动态ID和物理不可克隆函数PUF(Physical Unclonable Function)的安全认证协议。通过引入哈希函数和PUF两种加密方法,借助阅读器和标签端产生的随机数,在协议的每一次通信过程中都对数据进行加密。同时每一轮认证完成之后,都会进行标签信息和密钥信息的更新,确保协议的安全性、隐私性和健壮性。并通过基于GNY的形式化分析和协议仿真证明该协议的可靠性及能够有效抵御针对RFID认证过程中的常见攻击类型。2.提出了一种基于云服务器的RFID标签所有权转移协议。随着云计算技术的成熟,以云服务器取代传统的服务器搭建RFID系统成为了一种新趋势。同时在RFID系统的应用场景中,比如最常见的物流行业,随着商品所有权的转移,附着在商品上的RFID标签的所有权也需要随之进行改变。本文所提出的标签所有权转移协议主要包括三个阶段,分别为初始化阶段、授权阶段、密钥更新阶段。每一轮所有权转移的过程中,在旧所有者阅读器和待转移标签之间的双向认证完成之后,云服务器和标签会进行密钥和所有者身份信息的更新,同时在云服务器数据库中删除有关旧所有者阅读器的消息记录。既保证了所有权的成功转移,又确保所有权转移之后,新所有者无法获取到标签和旧所有者之间的交互信息。理论分析和协议仿真都证明了该协议的安全性和高效性。3.设计与实现了一个基于B/S架构的RFID安全管理系统,只需要浏览器即可访问,不再需要安装专用RFID设备软件,可以方便的使用不同类型的设备接入RFID网络,并可以随时对系统进行管理。该管理系统是依据第三章、第四章所提出的安全协议设计的,并通过实际测试结果证明该系统的各项功能能够正常使用,满足实际的使用需求。
基于区块链的轻量级RFID认证和所有权转移协议研究
这是一篇关于区块链,RFID认证,所有权转移,BAN逻辑,AVISPA工具的论文, 主要内容为RFID(Radio Frequency IDentification)是一种非接触式自动识别技术,作为构建“物联网”的关键技术受到人们的广泛关注,现已被成功用于物流管理、移动支付、门禁系统、医疗设备管理等各个领域。但是RFID系统中标签的存储资源和计算能力有限;标签和读写器处在开放的无线环境中,极易受到各种类型的攻击,例如窃听、隐私泄露、欺骗、跟踪等。因此,设计低成本、安全、高效的认证协议是实现RFID系统安全的重要保障。现有的RFID系统大体上采用中心化架构,中心服务器极易受到攻击,服务器管理商并不总是可信,维护成本比较高,同时未来还会有海量的商品需要通过RFID技术与网络相连接,对现有的RFID系统提出了巨大的挑战。近年来,区块链作为一种分布式、去中心化的新技术迅速崛起,与传统的集中式数据库相比,它具有更高的稳定性、可靠性、安全性和更低的管理成本。基于区块链来构建RFID系统具有广阔的应用前景,但如何实现对标签的认证仍需研究。另外,在RFID实际应用中,标签的所有权会随着所依附的物品流转不断转移,标签在所有权转移过程中面临着安全和隐私泄露的风险,然而现有的RFID所有权转移协议存在计算量大、成本高、安全性低等问题。为了解决这些问题,本文对基于区块链的RFID认证协议和RFID标签所有权转移协议进行了研究,并取得如下成果:首先,以区块链技术为基础,结合传统的RFID技术,提出一个具有去中心化特点的新型RFID系统架构。标签与阅读器依然通过无线信道进行通信,而后台服务器建立在区块链网络,将标签身份的关键数据信息以区块链交易的形式加密存储在区块链上,保证了数据的不可篡改和可追溯性,也避免了基于云数据库的RFID系统中存在的云服务提供商不可信的问题。其次,提出了一种基于区块链的轻量级RFID认证协议。该协议基于轻量级哈希函数设计,既保障了标签的低成本要求,又实现了标签和阅读器的相互认证。区块链服务器采用不同的顺序对RFID数据进行查询和更新操作,效率较高。该协议满足不可追踪性、相互认证性、前向安全性、抗重放攻击、抗去同步攻击等特性。基于BAN逻辑以及AVISPA工具分析表明该协议是安全的。与同类协议相比,该协议在安全性和标签存储、计算量等性能方面具有较好的优势。第三,提出了一种轻量级RFID标签所有权转移协议。该协议基于轻量级哈希函数设计,并引入标识符来确定所有权当前归属者,实现了标签的所有权从原阅读器到新阅读器的低成本、安全高效转移。安全性分析表明,该协议满足原所有者不相干性、不可追踪性、相互认证性、前/后向安全性、抗重放攻击、抗去同步攻击等特性。基于BAN逻辑以及AVISPA工具的分析表明该协议是安全的。与同类协议相比,该协议在安全性和标签存储、计算量等性能方面具有较好的优势。
低成本RFID群组标签证明与所有权转移协议研究与设计
这是一篇关于无线射频识别,群组,组证明,所有权转移,随机预言机模型,通用可组合安全框架的论文, 主要内容为无线射频识别技术(RFID)作为物联网感知识别层重要的技术之一,从当初第二次世界大战的鉴别敌机军事应用变革到现在的身份识别、门禁控制、车辆收费以及无人收货等商业应用,其研究意义随着物联网的不断发展而加深。本文从国内外已有的各种RFID安全协议中,挑选标签组证明生成与认证、标签所有权转移两个典型的RFID标签应用场景进行分析,结合RFID标签群组特性设计了传统RFID系统下符合低成本实际应用的安全RFID群组标签证明生成协议、群组标签所有权转移协议以及云计算环境下的标签所有权转移协议。现有群组标签证明文献普遍存在标签计算、存储成本较高不能很好的适应低成本无源标签的实际应用问题以及理论证明不完整、认证不完整、不能抵抗伪造攻击等安全问题。因此,本文提出了一种基于轮转函数的轻量级群组标签证明协议,本协议给出完整的组标签证明生成框架为降低标签成本,引入超轻量级轮转函数并结合循环移位运算等几种简单位运算操作;为避免循环移位运算带来的安全缺陷以及其他恶意攻击利用非线性函数MIXBITS()以及唯一Mark会话标识加密生成组证明签名;最后,基于随机预言机模型建立攻击者模型,定义协议安全性模型框架,分别从认证性、隐私性证明本文协议的安全性。现有群组标签所有权转移文献大多采用可信第三方更新、下发密钥,这样势必会增加系统管理难度存在信息泄露的风险又因为缺少形式化分析验证导致协议存在密钥泄露、后向隐私不安全等问题。针对上述问题,本文提出了一种基于组标识的轻量级RFID群组标签所有权转移协议,本协议仅在标签、读写器、后台数据库三方参与下由系统本身即可完成完整的认证转移流程;本协议可以让组内标签同时计算,具有更高的效率;基于二次剩余算法的组标识生成与认证过程,可以顺利实现组标签所有权的安全转移,避免后向隐私泄露等安全问题;最后,建立通用可组合安全框架下的安全模型、设计符合安全需求的RFID组标签所有权转移理想函数F,模拟理想模型下的攻击者对真实协议实体间的交互过程来证明该协议的安全性。随着物联网的不断发展,RFID技术应用规模越来越大,当需要处理海量RFID标签数据时传统RFID系统架构部署和通信成本较高,其相关的所有权转移协议也将不在满足应用需求。针对上述实际应用以及云环境下的RFID新的安全问题,本文提出了一种云环境下新的基于单向代理重加密的RFID标签所有权转移协议。本协议在云服务器端引入单向代理重加密机制解决RFID云架构系统中的半可信威胁;利用单向伪随机函数、二次剩余等基础算法加密传输数据,实现通信数据的安全传输与转移过程;最后给出本协议完整通用可组合安全证明过程。与传统方案相比,新协议在部署成本和安全性方面具有较大的优势。
低成本RFID群组标签证明与所有权转移协议研究与设计
这是一篇关于无线射频识别,群组,组证明,所有权转移,随机预言机模型,通用可组合安全框架的论文, 主要内容为无线射频识别技术(RFID)作为物联网感知识别层重要的技术之一,从当初第二次世界大战的鉴别敌机军事应用变革到现在的身份识别、门禁控制、车辆收费以及无人收货等商业应用,其研究意义随着物联网的不断发展而加深。本文从国内外已有的各种RFID安全协议中,挑选标签组证明生成与认证、标签所有权转移两个典型的RFID标签应用场景进行分析,结合RFID标签群组特性设计了传统RFID系统下符合低成本实际应用的安全RFID群组标签证明生成协议、群组标签所有权转移协议以及云计算环境下的标签所有权转移协议。现有群组标签证明文献普遍存在标签计算、存储成本较高不能很好的适应低成本无源标签的实际应用问题以及理论证明不完整、认证不完整、不能抵抗伪造攻击等安全问题。因此,本文提出了一种基于轮转函数的轻量级群组标签证明协议,本协议给出完整的组标签证明生成框架为降低标签成本,引入超轻量级轮转函数并结合循环移位运算等几种简单位运算操作;为避免循环移位运算带来的安全缺陷以及其他恶意攻击利用非线性函数MIXBITS()以及唯一Mark会话标识加密生成组证明签名;最后,基于随机预言机模型建立攻击者模型,定义协议安全性模型框架,分别从认证性、隐私性证明本文协议的安全性。现有群组标签所有权转移文献大多采用可信第三方更新、下发密钥,这样势必会增加系统管理难度存在信息泄露的风险又因为缺少形式化分析验证导致协议存在密钥泄露、后向隐私不安全等问题。针对上述问题,本文提出了一种基于组标识的轻量级RFID群组标签所有权转移协议,本协议仅在标签、读写器、后台数据库三方参与下由系统本身即可完成完整的认证转移流程;本协议可以让组内标签同时计算,具有更高的效率;基于二次剩余算法的组标识生成与认证过程,可以顺利实现组标签所有权的安全转移,避免后向隐私泄露等安全问题;最后,建立通用可组合安全框架下的安全模型、设计符合安全需求的RFID组标签所有权转移理想函数F,模拟理想模型下的攻击者对真实协议实体间的交互过程来证明该协议的安全性。随着物联网的不断发展,RFID技术应用规模越来越大,当需要处理海量RFID标签数据时传统RFID系统架构部署和通信成本较高,其相关的所有权转移协议也将不在满足应用需求。针对上述实际应用以及云环境下的RFID新的安全问题,本文提出了一种云环境下新的基于单向代理重加密的RFID标签所有权转移协议。本协议在云服务器端引入单向代理重加密机制解决RFID云架构系统中的半可信威胁;利用单向伪随机函数、二次剩余等基础算法加密传输数据,实现通信数据的安全传输与转移过程;最后给出本协议完整通用可组合安全证明过程。与传统方案相比,新协议在部署成本和安全性方面具有较大的优势。
面向RFID系统的安全协议设计与实现
这是一篇关于射频识别,安全认证,云服务器,所有权转移的论文, 主要内容为无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种通过特定频率的无线射频信号进行通讯的双向数据传输技术,能够实现自动化、非物理接触式自动识别的功能。RFID技术的不断推广使其逐渐成为推动物联网发展的核心技术之一。区别于传统的识别技术,除了具备非接触的优点,同时兼备读取信息方便准确、速度快、使用寿命长、抗干扰性强等诸多优点。目前RFID技术已经应用到包括门禁系统、物流管理、交通控制系统等诸多领域,发挥着越来越重要的作用。但是由于RFID标签和阅读器之间的通信信道处于开放状态,RFID系统的通信过程容易受到包括窃听攻击、重放攻击、跟踪攻击等多种攻击类型的攻击,已经成为阻碍RFID技术发展的重要原因。同时RFID标签在应用的过程中,存在着所有权转移的问题。如何确保标签能够安全的进行所有权转移,也是一个亟需解决的重要问题。本文主要内容总结如下:1.提出了一种基于动态ID和PUF的RFID安全认证协议。由于RFID标签低成本的要求会限制标签的计算存储能力,传统的对称加密和非对称加密等较为复杂的加密算法就无法应用到RFID认证系统中来。本文提出了一种基于动态ID和物理不可克隆函数PUF(Physical Unclonable Function)的安全认证协议。通过引入哈希函数和PUF两种加密方法,借助阅读器和标签端产生的随机数,在协议的每一次通信过程中都对数据进行加密。同时每一轮认证完成之后,都会进行标签信息和密钥信息的更新,确保协议的安全性、隐私性和健壮性。并通过基于GNY的形式化分析和协议仿真证明该协议的可靠性及能够有效抵御针对RFID认证过程中的常见攻击类型。2.提出了一种基于云服务器的RFID标签所有权转移协议。随着云计算技术的成熟,以云服务器取代传统的服务器搭建RFID系统成为了一种新趋势。同时在RFID系统的应用场景中,比如最常见的物流行业,随着商品所有权的转移,附着在商品上的RFID标签的所有权也需要随之进行改变。本文所提出的标签所有权转移协议主要包括三个阶段,分别为初始化阶段、授权阶段、密钥更新阶段。每一轮所有权转移的过程中,在旧所有者阅读器和待转移标签之间的双向认证完成之后,云服务器和标签会进行密钥和所有者身份信息的更新,同时在云服务器数据库中删除有关旧所有者阅读器的消息记录。既保证了所有权的成功转移,又确保所有权转移之后,新所有者无法获取到标签和旧所有者之间的交互信息。理论分析和协议仿真都证明了该协议的安全性和高效性。3.设计与实现了一个基于B/S架构的RFID安全管理系统,只需要浏览器即可访问,不再需要安装专用RFID设备软件,可以方便的使用不同类型的设备接入RFID网络,并可以随时对系统进行管理。该管理系统是依据第三章、第四章所提出的安全协议设计的,并通过实际测试结果证明该系统的各项功能能够正常使用,满足实际的使用需求。
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