物联网环境下RFID安全协议分析与设计

发布时间：2017-12-16 12:32

  本文关键词：物联网环境下RFID安全协议分析与设计

  更多相关文章： 物联网 无线射频识别 通用可组合 所有权转移 组证明 隐私保护

【摘要】：RFID技术是一种自动识别和数据获取技术。只需将RFID标签附着或嵌入到目标实体,无需直接接触,RFID读写器即可识别该目标实体。随着世界各国对物联网产业的不断重视,作为物联网感知层的关键技术,RFID无论是在技术水平还是在应用规模方面都有了长足的发展。目前,RFID系统已经在产品管理、交通支付、物流管理以及票证管理等多个领域形成了一定规模的应用。由于RFID标签的存储资源和计算能力有限,而且RFID标签和读写器往往工作在开放的无线通信环境下,因此,RFID系统在通信过程中容易遭受窃听攻击、重放攻击、隐私攻击等各种安全威胁。设计并应用高效、安全的RFID协议是实现RFID系统安全的重要保障。本文对单标签所有权转移协议、RFID标签组证明协议、RFID标签组转移协议以及基于云的RFID标签所有权转移协议进行了详细的分析与设计,主要研究成果如下：(1)随着物品所有权的转移,其上附着的RFID标签的所有权也需要发生转移。安全和隐私问题是标签所有权转移过程中需要研究的重点。本文提出了一个新的轻量级单标签所有权转移协议。在UC(通用可组合)框架下,定义了单标签所有权转移的理想函数,并证明了新协议安全地实现了所定义的理想函数,即新协议满足双向认证、标签匿名性、抗异步攻击、后向隐私保护和前向隐私保护等安全属性。与已有的单标签所有权转移协议相比,新协议中RFID标签的计算复杂度和存储空间需求都较低,并且与新旧所有者的交互次数较少,能够更加高效地实现低成本标签的所有权转移。(2)组证明协议的功能是生成两个或两个以上的标签被一个读写器同时扫描的证据。安全性和效率是设计组证明协议时需要考虑的重点问题。本文在分析组证明协议安全模型的基础上,提出了一个新的读取顺序无关的离线组证明协议,即收到读写器的广播消息后,组内标签可以同时进行计算,具有较高的效率。此外,在标签端使用伪随机数生成函数作为生成部分组证明的主要计算方式,使得协议适用于低成本标签的应用场景。随后,对一个典型的标签顺序读取组证明协议进行了安全性分析,发现该协议易遭受异步攻击和主动攻击。本文提出了针对该协议的改进方案,新方案在不降低原协议性能的基础上,安全性有了较大的提高。(3)在某些应用中,往往需要在一次会话中同时完成一组RFID标签所有权的转移。然而,现有的标签组转移方案大多需要可信第三方的支持,并且需要与单独的组证明协议组合,才能实现标签组所有权转移的功能。本文设计了一个安全高效的标签组转移协议,协议在无可信第三方支持的情况下实现了一组标签所有权的同时转移。然后,定义了RFID标签组转移的理想函数,并在UC框架下证明了新协议的安全性。(4)随着RFID标签应用规模的不断增长,传统的RFID系统由于其有限的计算能力和低效的大规模数据管理模式,已经难以支撑众多RFID系统的实际应用需求。为此,学者们提出了基于云的RFID体系架构。本文首先分析了云计算环境下RFID标签所有权转移的安全和隐私需求,提出了一个基于云的无需可信第三方支持的标签所有权转移协议。新协议将标签信息存储在半可信的云服务器上,并通过在云服务器端采用代理重加密机制来创建标签的新所有权关系。随后,定义了基于云的标签所有权转移理想函数,并在UC框架下证明了新协议实现了该理想函数。与传统的标签所有权转移方案相比,新方案在部署成本和可扩展性方面具有较大的优势。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN929.5

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 梁樱;姚孝明;;群组RFID标签所有权转移协议的分析与设计[J];计算机工程与设计;2014年08期

2 金永明;孙惠平;关志;陈钟;;RFID标签所有权转移协议研究[J];计算机研究与发展;2011年08期

3 张文丽;赵峰;;RFID标签所有权转移协议的设计及分析[J];陕西理工学院学报(自然科学版);2014年02期

4 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 钱蓓桢;;论物权所有权转移及风险责任的关系——兼论所有权保留情况下的风险责任问题[A];中国民商法实务论坛论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 马金平;车辆所有权转移的效力分析[N];人民法院报;2006年

2 许森林 刘俊;强制执行中财产所有权转移时间如何计算[N];江苏经济报;2000年

3 赵付祯;此案中原车主应否承担责任[N];人民法院报;2001年

4 何彬 许玉霞 赵志强 河南省商丘市中级人民法院 民权县人民法院;不动产自登记之日起发生所有权转移[N];人民法院报;2014年

5 本报咨询部印主持;卖车未过户发生车祸谁负责[N];民主与法制时报;2003年

6 安徽省黄山市工商局 沈涛;买卖合同标的物所有权转移的法律规则体系研究[N];中国工商报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 原变青;物联网环境下RFID安全协议分析与设计[D];北京交通大学;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 周洲;RFID标签所有权转移的安全协议研究[D];贵州大学;2015年

2 刘海莲;浅析国际货物买卖中所有权转移问题[D];烟台大学;2009年

3 王博;国际货物买卖中所有权转移问题研究[D];吉林大学;2010年

4 焦守宁;国际货物买卖中所有权转移问题研究[D];山东大学;2011年

5 梁樱;群组RFID标签所有权转移协议研究[D];海南大学;2014年

6 张文丽;RFID隐私及互认证关键问题研究[D];西安电子科技大学;2012年

，

本文编号：1296043