恶意RFID阅读器检测技术研究与应用

发布时间：2017-06-08 17:18

  本文关键词：恶意RFID阅读器检测技术研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：射频识别(RFID)技术被广泛应用于物流和供应管理等诸多领域,在方便人们生产与生活的同时,也引发了一系列隐私与安全方面的难题。由于超高频RFID技术非视距、远距离、高效率的特点,未经授权的阅读器可以在短时间内非法读取大量隐私信息,甚至实现定位追踪,严重侵犯个人和企业隐私。现有的恶意阅读器入侵检测方法不仅成本较高、需要修改RFID标准通信协议、干扰RFID系统的正常工作,而且不能获取异常信号的特征信息。因此,在不影响RFID系统的前提下,如何正确的学习RFID事件与射频信号之间的内在关联,低成本、无干扰的检测恶意阅读器的攻击并提取异常信号特征,显得尤为关键。本文旨在研究一种轻量级、高通用性和无干扰的恶意RFID阅读器检测技术,具体工作如下:(1)设计了一套低成本的RF信号扫描器。该设备体积小,能够采集RFID阅读器发射的无线射频信号并支持信号强度测量;具有无线通信的功能,支持信号扫描器间的数据无线传输。不干扰RFID系统中授权阅读器的正常工作,不涉及复杂的信号处理与分析,成本较低,适合于大规模部署。(2)提出了一种基于RF信号扫描器的恶意RFID阅读器检测模型。该模型描述了RFID事件数据和射频信号特征值之间的内在关联,并通过观察射频信号特征的实际测量值与检测模型预测值的偏差程度来实现对恶意RFID阅读器攻击检测的目的。(3)提出了一种基于RF信号扫描器的异常信号特征提取方法。通过对比信号测量值与模型预测值来还原异常信号信息,通过提取和计算异常特征值来分析恶意攻击行为,并以此评估恶意攻击的危害程度。实验分析表明,本文设计的RF信号扫描器具有接收范围广、接收灵敏度高的特性;提出的恶意RFID阅读器检测模型具有高预测精度、高检测率和低误报率的优点;提取的异常信号特征能够有效反映恶意行为及攻击的危害程度。本文的研究成果将在RFID隐私保护方面发挥积极作用,具有良好的应用前景。
【关键词】：恶意阅读器 RF信号扫描器 检测模型 异常特征提取 高检测率
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 本文主要工作13
• 1.4 论文章节安排13-15
• 第二章 相关技术研究15-30
• 2.1 RFID技术15-19
• 2.1.1 RFID简介15-16
• 2.1.2 RFID系统组成与工作原理16-18
• 2.1.3 RFID系统标准体系18-19
• 2.2 RFID隐私保护技术研究19-26
• 2.2.1 RFID系统中的隐私及隐私威胁19-20
• 2.2.2 RFID隐私保护方法分类20-22
• 2.2.3 RFID恶意入侵检测22-25
• 2.2.4 现有检测技术的不足25-26
• 2.3 射频信号指纹特征提取技术26-28
• 2.3.1 射频信号特征产生机理26-27
• 2.3.2 暂态信号特征提取27-28
• 2.3.3 稳态信号特征提取28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 RF信号扫描器设计30-59
• 3.1 设计方案概述30-39
• 3.1.1 硬件功能模块30-31
• 3.1.2 硬件组成31-36
• 3.1.3 软件框架36-39
• 3.2 RF信号扫描器电路设计39-47
• 3.2.1 主控电路41-42
• 3.2.2 信号接收电路42-44
• 3.2.3 与上位机串口通信电路44-46
• 3.2.4 供电电路46
• 3.2.5 其他电路46-47
• 3.3 RF信号扫描器软件设计47-55
• 3.3.1 下位机程序设计47-50
• 3.3.2 上位机程序设计50-53
• 3.3.3 串口通信协议设计53-55
• 3.4 RF信号扫描器PCB设计及成品展示55-58
• 3.4.1 PCB设计方案55-57
• 3.4.2 焊接与烧写57-58
• 3.4.3 成品展示58
• 3.5 本章小结58-59
• 第四章 基于RF信号扫描器的恶意阅读器检测方法59-77
• 4.1 恶意RFID阅读器检测问题描述59-64
• 4.1.1 恶意RFID阅读器检测环境描述60-61
• 4.1.2 恶意RFID阅读器分类61-62
• 4.1.3 恶意RFID阅读器攻击特点62
• 4.1.4 恶意RFID阅读器检测方案基本思想62-64
• 4.2 恶意RFID阅读器检测模型64-73
• 4.2.1 极限学习机理论64-67
• 4.2.2 检测模型参数67-68
• 4.2.3 训练集构建68-72
• 4.2.4 信号事件检测模型72-73
• 4.3 异常射频信号特征提取73-76
• 4.3.1 RFID信号特征73-74
• 4.3.2 异常特征提取流程74-76
• 4.3.3 检测模型的优化76
• 4.4 本章小结76-77
• 第五章 基于RF信号扫描器的恶意阅读器检测实验与分析77-90
• 5.1 实验基本情况简介77-79
• 5.1.1 实验参数定义77-78
• 5.1.2 实验环境78
• 5.1.3 实验系统组件78-79
• 5.2 RF信号扫描器性能评估79-82
• 5.2.1 RF信号扫描器性能评估实验描述79-82
• 5.2.2 RF信号扫描器性能评估实验结果分析82
• 5.3 恶意RFID阅读器检测模型性能评估82-87
• 5.3.1 信号强度预测精度评估实验描述82-85
• 5.3.2 信号强度预测精度评估实验结果分析85
• 5.3.3 恶意RFID阅读器检测率评估实验描述85-87
• 5.3.4 恶意RFID阅读器检测率评估实验结果分析87
• 5.4 异常信号特征提取评估87-89
• 5.4.1 异常信号特征提取实验描述87-89
• 5.4.2 异常信号特征提取实验结果分析89
• 5.5 本章小结89-90
• 第六章 总结90-92
• 6.1 工作总结90-91
• 6.2 进一步研究91-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-98
• 攻读硕士学位期间取得的成果98-99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 吴婷婷;李玲娟;;面向RFID的位置隐私保护算法研究[J];计算机技术与发展;2013年01期

2 曾丽华;熊璋;张挺;;Key值更新随机Hash锁对RFID安全隐私的加强[J];计算机工程;2007年03期

3 郎为民;杨宗凯;;EPCglobal组织的RFID标准体系研究[J];数据通信;2006年03期

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本文编号：433227