[發明專利]電動汽車充電站的 RFID 綜合加密方法

在審

• 申請號: 201410608263.0
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104463267A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 饒雪;劉劍;李俊娥;茹葉棋;田薇;楊國泰;何劍峰
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00;H04L9/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術領域

本發明涉及一種電動汽車充電站的加密方法，是基于RFID技術和混合加密技術的輕量級加密方法，可以有效提高充電站對電動汽車識別與認證的效率和安全性。

背景技術

電動汽車在能效、排放和經濟性上具有明顯的優勢，是汽車行業發展的主要趨勢。電動汽車充電站客流量大，涉及信息存儲量大、信息安全等問題，因此，高效、安全的充電站認證系統顯得尤其關鍵。目前，RFID技術是建立充電站安全認證系統的重要方法。

電動汽車充電站安全認證涉及到客戶身份驗證、收費記錄、信息傳遞等程序，現有的認證系統普遍存在存儲空間小、安全性差、效率低等問題。即使應用了RFID技術的認證系統，也尚無有效方法對其安全性進行評估，且加密算法簡單，信息安全得不到有效保證。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種電動汽車充電站的RFID綜合輕量級加密方法。該方法利用混合加密可以防止充電站可能遇到的假冒攻擊、信息泄露等安全問題，保護充電站的賬號安全；采用輕量級安全協議能增大系統的計算和存儲效率。

本發明的所采用的技術方案是：

一種電動汽車充電站的RFID綜合加密方法，其特征在于：是將RFID標簽貼于車輛前擋風玻璃處，用于記錄車主以及車輛的信息；當電動汽車的RFID卡進入認證系統磁場后，充電站安裝的讀寫器憑借感應電流所獲得的能量發出存儲在芯片中的車輛基本信息，讀寫器獲取數據并解碼后傳送至后臺數據庫，數據庫根據系統的安全協議對其進行數據分析；安全協議定義從標簽到讀寫器再到后臺數據庫均為不安全信道，則協議針對整個RFID結構加密；本加密步驟是針對充電站的整個RFID系統，從后臺數據庫到讀寫器再到標簽整個通道進行加密，具體步驟如下：

步驟1：讀寫器生成隨機數R發送給標簽，當只有一個標簽響應時，該標簽為選中的標簽，用于做隨機數R的計算與下一步通信，隨機數R的生成基于如下公式：

生成公式：

R(n)＝(aR(n-1)+b)mod?n?????????式一

式中R(n)是隨機數序列，a是乘數,b是增量,n是模；

步驟2：標簽響應開始通信，按照式二至式五對隨機數基于對稱加密算法進行加密或解密，得到加密結果m，并將m與標簽通信時的臨時標識P返回給讀寫器作為應答響應，加密過程基于以下公式進行：

L₀R₀←IP(<64bit輸入碼)???????式二

L_i←R_i-1i＝1,2,...,m?????????式三

R_i←L_i-1⊕f(R_i-1,k_i)i＝1,2,...,m???????????式四

<64bit密文>←IP^-1(R₁₆L₁₆)?????????????式五

i表示迭代次數，⊕表示逐位模2求和，f為加密函數，ki為64位的會話密鑰；

步驟3：讀寫器收到應答響應m、P后，使用自己的的私鑰和后臺數據庫的公鑰按照式六至式八進行簽名加密：后臺數據庫使用后臺數據庫的私鑰按照式九進行解密得到P和R，并使用讀寫器的公鑰進行認證看是否是讀寫器發送的；加密過程基于以下公式進行：

c＝m^emod?n??????????????式六

S＝f(m,p)????????????式七

U＝f(S,R)???????????式八

解密過程基于以下公式進行：

m＝c^d?mod?n＝m^edmod?n?????????????式九

步驟4：若后臺數據庫解密后得到的P與后臺數據庫中存儲的某個數據相同，則后臺數據庫更新數據并計算U(S(ID_i))，將結果發送給讀寫器；

步驟5：讀寫器收到驗證結果后，利用自己的私鑰和后臺數據庫的公鑰按照式十至式十三進行解密得到標簽IDi，讀寫器執行IDi的哈希函數計算，并將結果發送給標簽，標簽執行ID的哈希函數計算，若H(ID)和H(IDi)相同，則說明散列地址相同，認證成功；否則，認證失??；其中解密過程基于以下公式進行：

R₁₆L₁₆←IP<64bit密文>??????????????式十