RFID安全认证协议的关键问题研究

发布时间：2017-06-14 18:06

  本文关键词：RFID安全认证协议的关键问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：RFID(Radio Frequency Identification,射频识别技术)的概念是美国麻省理工学院自动标识中心于1999年提出的,作为物联网感知层的核心技术,随着国家对“互联网+”产业的重视,得到了迅速发展。RFID射频识别系统的应用领域非常广泛,如金融系统、科技军工系统、工程建筑系统等。RFID系统的通信可分为两部分:一在阅读器与后台数据库之间,二者的通信使用有线传输,安全性较强;二在阅读器与标签之间,二者的通信使用无线传输,安全性相对较差,因此是安全漏洞出现最频繁的部分。标签包括无源标签和有源标签两类:目前大部分有源标签应用的安全协议复杂度较高、硬件消耗过大;而目前无源标签应用的大部分安全协议安全强度较低、运行效率也略低。因而选取适合标签的安全认证协议是确保RFID系统通信安全的重要保证。论文针对应用有源标签RFID系统的安全问题,提出了PRSA安全认证协议,通过BAN逻辑进行了正确性验证,并运用SPIN模型检测进行了安全性验证。将Hash协议、LMAP协议、基于ECC算法的安全协议与PRSA协议在运行时间、进程步数、硬件消耗、安全强度、运行效率等方面进行了综合对比分析,证明了PRSA协议不但复杂度较低,而且硬件消耗较小。针对应用无源标签的RFID系统的安全问题,提出了MH安全认证协议,运用BAN逻辑对其正确性进行了验证,并通过SPIN模型检测进行了安全性验证。将MH协议在协议的运行时间、进程步数、安全强度、运行效率等方面与SASI协议、Gossamer协议、RAPP协议、LMAP+等典型协议进行了综合对比分析,证明了MH协议不但安全性较强,而且具有较高的运行效率。论文通过对RFID系统通信中的安全问题进行分析,针对RFID系统在通信过程中最薄弱的部分,即标签与阅读器间的无线传输通信,提出了针对两种不同类型标签的解决方案,即PRSA协议和MH协议。通过验证和对比分析,证明了所提出的安全认证协议可以解决当前RFID系统所面临的通信安全问题。
【关键词】：物联网 RFID PRSA协议 MH协议 BAN逻辑 SPIN模型
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究意义9
• 1.3 国内外研究现状9-11
• 1.4 研究内容及论文结构11-13
• 1.4.1 研究内容11
• 1.4.2 论文结构11-13
• 2 RFID系统中的安全认证协议13-18
• 2.1 适合无源标签的安全认证协议13-15
• 2.1.1 Gossamer协议13-14
• 2.1.2 SASI协议14
• 2.1.3 RAPP协议14-15
• 2.1.4 LMAP+协议15
• 2.2 适合有源标签的安全认证协议15-17
• 2.2.1 哈希锁协议15-16
• 2.2.2 Hash链协议16
• 2.2.3 LMAP协议16
• 2.2.4 基于ECC加密算法的安全认证协议16-17
• 2.3 本章小结17-18
• 3 RFID认证算法和协议验证方法分析18-27
• 3.1 安全协议中的密码学算法18-21
• 3.2 安全协议的验证方法21-26
• 3.2.1 逻辑推理验证法21-23
• 3.2.2 模型模拟检测法23-25
• 3.2.3 定理归纳证明法25-26
• 3.3 本章小结26-27
• 4 MH协议27-41
• 4.1 MH协议的构建27-28
• 4.1.1 初始化条件27
• 4.1.2 协议的结构及流程27-28
• 4.2 MH协议的正确性验证28-30
• 4.3 MH协议的安全性验证30-38
• 4.3.1 实验环境31
• 4.3.2 实验结果31-34
• 4.3.3 各协议的参数分析与比较34-38
• 4.4 MH协议的应用安全性分析38-40
• 4.5 本章小结40-41
• 5 PRSA协议41-55
• 5.1 PRSA协议的构建41-42
• 5.1.1 初始化条件41-42
• 5.1.2 协议的结构及流程42
• 5.2 PRSA协议的正确性验证42-45
• 5.3 PRSA协议的安全性验证45-52
• 5.3.1 实验环境45-46
• 5.3.2 实验结果46-49
• 5.3.3 各协议的参数分析与比较49-52
• 5.4 PRSA协议的应用安全性分析52-54
• 5.5 本章小结54-55
• 6 结论55-57
• 6.1 论文创新点55-56
• 6.2 存在的不足及未来展望56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61

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