一种安全高效的RFID批量认证协议的研究与实现

发布时间：2017-08-17 06:28

  本文关键词：一种安全高效的RFID批量认证协议的研究与实现

  更多相关文章： RFID认证协议 批量认证 安全 隐私 所有权转移

【摘要】：随着经济的发展,无线射频识别技术(RFID技术)作为一种新型的、非接触识别技术,逐渐受到工业界和学术界的广泛关注。目前,其应用领域涵盖了物流管理、交通运输、军事领域、日常生活等方面。与此同时,RFID系统的安全、隐私威胁也日益严重,如何实现RFID标签安全、高效的认证越来越被人们广泛关注,RFID认证协议也由此应运而生。目前,RFID认证协议的相关研究较多,可以分为基于单个标签的认证协议和批量认证协议两大类。对比而言,批量认证协议的效率更高,更加适用于复杂场景。在设计RFID认证协议的过程中,需要充分考虑其安全隐私要求,例如标签信息隐私、位置隐私、前向安全、抵御重放攻击、抵御跟踪、抵御拒绝服务攻击等。同时,需要考虑RFID标签的低成本特性,也即,受限的计算能力、受限的存储能力和受限的通信能力。在本文中,对RFID技术和当前RFID认证协议的研究现状进行了详细介绍,总结了针对RFID系统的威胁模型、安全隐私要求和性能要求。在此基础上,本文提出了一种安全高效的RFID批量认证协议。在该协议中,标签被分组,且每组中标签共享一个组密钥。组密钥与群组内标签各自私有密钥之间的联系被充分利用用于构建本文批量认证协议。同时,本文利用了融合哈希函数来减少阅读器与服务器之间的通信代价,取得了良好的效果。另外,基于本文的批量认证协议,我们还提出了群组标签所有权安全转移协议。此外,文中对RFID批量认证协议的安全性进行了理论分析,同时,使用形式化分析技术BAN逻辑进行了协议安全性的详细证明,充分说明本文协议满足了RFID系统的多数安全、隐私要求。在性能分析方面,文中通过理论分析和模拟实验结果分析两方面进行了性能分析和比较,从比较结果可知,本文提出的RFID批量认证协议的性能明显优于其他流行的RFID认证协议。
【关键词】：RFID认证协议 批量认证 安全 隐私 所有权转移
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-15
• 1.2 研究意义15-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 RFID技术的发展历史16-17
• 1.3.2 RFID技术的发展现状17
• 1.3.3 RFID系统的安全机制研究现状17-19
• 1.4 本文研究内容19
• 1.5 论文组织结构19-21
• 第2章 RFID认证协议理论基础21-34
• 2.1 RFID系统的安全与隐私威胁21-23
• 2.1.1 RFID系统假设和攻击模型21
• 2.1.2 RFID系统隐私威胁21-22
• 2.1.3 RFID系统安全威胁22-23
• 2.2 RFID认证协议安全与隐私要求23-24
• 2.3 RFID认证协议性能要求24-25
• 2.4 RFID认证协议的相关研究25-32
• 2.4.1 基于哈希函数的RFID认证协议25-29
• 2.4.2 RFID批量认证协议29-30
• 2.4.3 RFID标签所有权转移协议30-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第3章 一种安全高效的RFID批量认证协议34-47
• 3.1 方案概述34
• 3.2 系统模型34-35
• 3.2.1 前提假设条件34-35
• 3.2.2 敌手攻击模型35
• 3.3 协议描述35-41
• 3.3.1 符号说明35-36
• 3.3.2 初始化阶段36-37
• 3.3.3 认证阶段37-41
• 3.4 协议分析41-45
• 3.4.1 安全性分析41-43
• 3.4.2 性能理论分析43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 基于批量认证协议的群组标签所有权转移协议47-51
• 4.1 方案概述47-48
• 4.2 系统模型48
• 4.2.1 前提假设条件48
• 4.2.2 敌手攻击模型48
• 4.3 协议描述48-50
• 4.3.1 准备阶段48-49
• 4.3.2 所有权转移阶段49-50
• 4.4 群组内部分标签所有权转移50
• 4.5 群组标签所有权恢复50
• 4.6 本章小结50-51
• 第5章 RFID批量认证协议安全性BAN逻辑证明51-57
• 5.1 形式化分析技术介绍51-52
• 5.2 BAN逻辑介绍52-54
• 5.2.1 BAN逻辑的基本原理和步骤52
• 5.2.2 BAN逻辑的语法和语义52-53
• 5.2.3 BAN逻辑的基本推理规则53-54
• 5.3 协议安全性BAN逻辑证明54-56
• 5.3.1 协议BAN逻辑形式化54
• 5.3.2 确定初始假设和期望目标54-55
• 5.3.3 协议BAN逻辑推理及结论分析55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第6章 模拟实验与结果分析57-64
• 6.1 模拟实验57-60
• 6.1.1 实验环境57
• 6.1.2 实验设计57-59
• 6.1.3 实验过程59-60
• 6.2 实验结果分析60-63
• 6.3 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-70
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单70-71
• 致谢71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 田建波,徐胜波,王育民;认证协议形式分析的讨论[J];西安电子科技大学学报;1998年03期

2 张勇,陈涵生,白英彩;结构化认证协议设计方法研究[J];计算机工程;2000年12期

3 郑东,田建波,王育民;关于BAN逻辑扩展的注记[J];电子科学学刊;2000年01期

4 杨宇光,祝世雄;一种量子认证协议的设计[J];通信技术;2002年09期

5 段斌,王键;学生就业网签约认证协议设计及分析[J];计算机应用;2004年08期

6 吴文杰,张晓光;网络查询系统中认证协议的设计与分析[J];计算机工程;2005年21期

7 缪祥华;;一种分析和设计认证协议的新逻辑[J];计算机工程;2008年02期

8 高伟;李飞;刘锋;;基于身份的非交互可否认认证协议[J];计算机工程与应用;2008年33期

9 ;私有云用户访问公有云的一轮认证协议[J];科学通报;2012年19期

10 徐梦茗;肖聪;江卫;付毅;;认证协议研究概览[J];信息安全与通信保密;2013年04期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 石春晖;赵战生;;认证协议安全分析[A];第十三届全国计算机安全技术交流会论文集[C];1998年

2 王英俊;徐明;;无线传感器网络交叉认证协议研究与改进[A];第十七届全国青年通信学术年会论文集[C];2012年

3 仇细平;缪祥华;杨晓婕;;Otway-Rees认证协议的分析与改进[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年

4 张兆心;方滨兴;张宏莉;;基于BAN逻辑的SIP网络中认证协议安全性分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（下）[C];2006年

5 卿斯汉;;关于“报文重发”型攻击的注记[A];第十一届全国计算机安全技术交流会论文集[C];1996年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 闫冰;WLAN选择最佳EAP[N];网络世界;2006年

2 郭勇;无线安全八手绝活[N];网络世界;2005年

3 那罡;无线安全跨越“线”制[N];中国计算机报;2008年

4 记者 胡英;为中国移动提供Wi-Fi公共热点[N];计算机世界;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 刘亚丽;面向隐私保护的RFID安全认证协议研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 邓江;新型认证协议研究[D];电子科技大学;2015年

3 田建波;认证协议的分析设计[D];西安电子科技大学;1998年

4 黄尹;认证协议及其在网络安全系统中的应用研究[D];武汉大学;2010年

5 赵鑫;面向应用的无线传感器网络广播认证协议研究[D];国防科学技术大学;2010年

6 郑丽娟;身份与位置分离网络中认证协议的研究与设计[D];北京交通大学;2014年

7 杨卫东;IEEE802.11无线网络媒体访问控制及认证协议研究[D];西安电子科技大学;2008年

8 王惠斌;安全认证协议的设计与分析[D];解放军信息工程大学;2010年

9 曹雪菲;基于身份的认证协议的理论及应用研究[D];西安电子科技大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王彦;基于单分组散列函数的移动RFID认证协议[D];延边大学;2015年

2 李艳;基于PUF轻量级认证协议的分析与研究[D];郑州大学;2015年

3 孙兵;面向BrowserID认证协议的还原方法研究[D];山东大学;2015年

4 谭永洲;基于轻量级CA的无线Mesh网络认证研究[D];湖南科技大学;2015年

5 陈文杰;RFID认证协议的研究与设计[D];电子科技大学;2014年

6 党利娜;无线体域网中的认证协议研究[D];西安电子科技大学;2014年

7 龚圆圆;RFID安全认证协议的研究[D];西安电子科技大学;2014年

8 孟祥波;路由器互连认证协议的设计与实现[D];国防科学技术大学;2013年

9 李承;RFID互认证协议的设计及安全性分析[D];西安电子科技大学;2014年

10 张瑾瑾;RFID认证协议的研究与设计[D];河南工业大学;2015年

，

本文编号：687568