[發(fā)明專利]一種基于交叉位運算和循環(huán)校驗函數(shù)的RFID雙向認證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611257445.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106713329B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 李進;柳毅
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/32;H04L9/08;H04B5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;李斌

本發(fā)明公開了一種基于交叉位運算和循環(huán)校驗函數(shù)的RFID雙向認證方法，包括下述步驟：(1)讀寫器向標簽發(fā)送認證請求命令；(2)標簽向讀寫器發(fā)送TID作為響應；(3)讀寫器驗證標簽的真?zhèn)危?4)標簽先通過計算得到R1，再通過B來驗證讀寫器的真?zhèn)危又儆嬎鉊的值，最后將D的值傳給讀寫器；(5)讀寫器再次驗證標簽的真?zhèn)危儆嬎鉋和F的值，并將E和F的值傳給標簽；(6)標簽先通過計算得到R2，通過F再次驗證讀寫器的真?zhèn)危詈髽撕灨鶕邮盏降南⒏旅荑€。本發(fā)明拋棄傳統(tǒng)的Hash運算加密傳輸?shù)姆椒ǎ捎梦贿\算方法以及循環(huán)校驗碼方法對傳輸信息進行加密，從而減少標簽端及讀寫器端的運算量，使本發(fā)明中的協(xié)議可以達到超輕量級的級別。

技術領域

本發(fā)明涉及射頻識別的研究領域，特別涉及一種基于交叉位運算和循環(huán)校驗函數(shù)的RFID雙向認證方法。

背景技術

無線射頻識別技術(radio frequency identification，RFID)是一種利用射頻信號實現(xiàn)的無接觸信息傳輸，并且通過所傳輸?shù)男畔磉_到識別的目的。作為一種快速、準確地收集和處理信息的高新技術，通過對實體對象的唯一有效的標識，RFID技術被廣泛應用于國防、交通等各個領域中。

由于RFID技術是利用無線射頻通道來交換數(shù)據的，因此很容易受到外部環(huán)境的干擾以及攻擊者的惡意的攻擊。如果RFID標簽中存放的個人信息或者商業(yè)情報等一旦被惡意的攻擊者非法獲取，就會給使用者帶來巨大的損失。因此設計一種安全的RFID雙向認證協(xié)議具有重大的意義。

Mamun等人提出的認證方案不能抵抗主動攻擊，攻擊者通過不斷的詢問標簽，來分析標簽的回復信息，就可以完全推導出標簽中存放的所有密鑰信息(Mamun M S I,MiyajiA,Rahman M S.A secure and private RFID authentication protocol under SLPNproblem[C]//Proc of the 6th Int Conf on Network and System Security.Berlin:Springer,2012:476-489.)；王少輝等人提出的認證方案存在暴力破解安全缺陷，因為標簽產生的隨機數(shù)r2與讀寫器產生的隨機數(shù)r1都是明文傳輸，且Hash函數(shù)算法是公開的，因此攻擊者可以在阻斷標簽與讀寫器通信的前提下，采用窮舉法使用暴力破解手段來窮舉出密鑰Key的值，從而獲取標簽存放的信息(王少輝,劉素娟,陳丹偉.滿足后向隱私的可擴展RFID雙向認證方案[J].計算機研究與發(fā)展,2013,50(6):1276-1284.)；Peris等人提出的認證方案屬于超輕量級的認證協(xié)議，該協(xié)議中沒有使用計算量較大的HASH函數(shù)，而是僅僅只使用了異或等簡單的位運算，但是該認證方案不能抵抗去同步化攻擊，即攻擊者可以阻塞最后一步認證過程，讓讀寫器無法認證標簽，導致不能更新IDS和密鑰K，但是標簽卻已經更新了密鑰K，同時，假使攻擊者對標簽發(fā)送Hello消息，則標簽會返回當前的IDS，攻擊者進而就可以跟蹤標簽，不能保護用戶的隱私(Peris-Lopez P,Hernandez-Castro C,Estevez-Tapiador M,et al.LMAP:A real lightweight mutual authentication protocol forlow-cost FID tags[C]//Proc of 2nd Workshop on RFID Security.Berlin:Springer,2006:1-12.)；Berbain等人提出的認證方案在實際中實用性不大，因該協(xié)議是基于偽隨機數(shù)生成器和通用HASH函數(shù)被提出的，若內部狀態(tài)鏈的長度取值過小，則不能抵抗DoS攻擊，若取值過大，則會造成讀寫器計算內部狀態(tài)鏈的代價過大(Berbain C,Billet O,Etrog J,et al.An efficient forward private RFID protocol[C]//Proc of the 16th ACMConf on Computer and Communications Security.New York:ACM,2009:43-53.)；丁振華等人提出的認證方案雖然是雙向認證協(xié)議，可以抵抗假冒攻擊、重放攻擊和去同步化攻擊等攻擊，但是該認證方案不具備前向安全性，因為如果當前的ID信息泄漏，則攻擊者可以分析出以前的交互信息，從而跟蹤標簽的活動足跡(丁振華,李錦濤,馮波.基于Hash函數(shù)的RFID安全認證協(xié)議研究[J].計算機研究與發(fā)展,2009,46(4):583-592.)；Ma Changshe等人提出的基于PRF提出了一種滿足強不可預測性的RFID單向認證協(xié)議，但是該認證方案容易受到拒絕服務攻擊，如果攻擊者不斷發(fā)送消息C給標簽，則標簽會不斷的更新自己的計數(shù)CTR，導致讀寫器遍歷查詢的時間增加(Ma Changshe,Li Yingjiu,Deng R H,et al.RFIDprivacy:Relation between two notions,minimal condition,and efficientconstruction[C]//Proc of the 16th ACM Conf on Computer and CommunicationsSecurity.New York:ACM,2009:54-65.)；金永明等人提出的認證方案存在一定的安全隱患，讀寫器產生的隨機數(shù)r1為明文傳輸，導致攻擊者易獲取該信息，從而使得攻擊者可以采用窮舉法的方法窮舉出密鑰K的值，最終攻擊者可以獲得標簽存放的隱私信息(金永明,吳棋瀅等.基于PRF的RFID輕量級認證協(xié)議研究[J].計算機研究與發(fā)展,2014,51(7):1506-1514.)。基于上面的敘述，因此設計一個安全的雙向認證協(xié)議具有重大的實用價值意義。