[發明專利]物聯網場景下的輕量級RFID隱私保護方法、無線通信系統

在審

• 申請號: 201810692784.7
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109067706A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 樊凱;張晨;江偉;羅琪;李暉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;G06K17/00;G06F21/62
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種物聯網場景下的輕量級RFID隱私保護方法、無線通信系統，閱讀器生成一個隨機數，并和詢問請求信息一同發給標簽；將結果反饋給閱讀器，閱讀器收到信息后再加上隨機數一同發給服務器；服務器根據接收到的信息匹配；閱讀器從加密信息中解出身份標識及隨機數，發送加密后的相關信息給標簽；標簽檢查數據的合法性，計算出更新后的會話密鑰號；閱讀器與服務器逐次收到更新信息后進行比較實現了K的同步更新；服務器將加密后的新的會話密鑰號逐次發送給標簽；標簽更改記錄協議當前進度的標識；至此，協議完成。本發明能夠在一定程度上實現hash方法的功能；降低了系統的計算開銷，使得協議更趨輕量級。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種物聯網場景下的輕量級RFID隱私保護方法、無線通信系統。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：射頻識別(RFID)是一種新型的無線通信技術，常被用于識別特定的目標并通過無線電信號自動遠程讀取數據。它具有非接觸，自動識別，快速高效的特點，在身份認證，門禁系統，圖書館，交通，物流管理等領域均有廣泛應用。隨著大數據和云計算技術的快速發展，物聯網(IoT)逐漸走進了人們的生活，正如其名字所暗示的那樣，物聯網意味著“萬物互聯”。物聯網的概念是由麻省理工大學在1999年提出的，在這一系統中，所有的設備都與Internet連接，以便實現一定的功能，這些設備可能是智能手機，車輛，傳感器，可穿戴設備等。作為物聯網的核心技術，RFID在第二次世界大戰期間已現雛形，它被用于飛機上的敵我識別系統。這是一種非接觸式的自動識別技術。它通過無線電頻路識別物體并在沒有人為干預的情況下訪問相關數據。RFID系統通常由3部分組成，RFID標簽，閱讀器，后端服務器。其中作為數據載體的RFID標簽通常與目標物體在一起，RFID閱讀器可以讀寫標簽，后端服務器通常用于存儲和處理系統的通信數據。整套RFID架構擁有數據存儲容量大，可讀寫性強，穿透力強，讀寫距離遠，閱讀速度快，使用壽命長，環境適應性好等特點。作為物聯網的一個經典的場景，近十年，在醫療領域RFID技術頗受關注。由于RFID優秀的信息采集能力，它常被用于醫療資產的定位追蹤，新生兒和病人識別，醫療跟蹤和驗證，醫療中心的病人信息管理和手術過程管理。醫院通過閱讀器收集附著在醫療設備器械與患者身上的標簽信息，然后通過計算機終端與服務器進行通信。這提升了醫療場景下的人員與設備管理的效率，同時也使得流程變得更加智能化。雖然RFID技術在改善醫療供應鏈中的患者管理方面具有巨大的潛力，但也面臨著醫療隱私泄漏的巨大風險。醫療隱私與患者的健康和隱私信息有關。一旦泄露，不僅給醫院等相關機構帶來巨大的經濟損失和信譽損失，而且對患者造成潛在危害，甚至危及患者的生命，這將嚴重損害患者的健康成長。因此，在使用RFID技術改進醫療工作流程管理的同時，還要確保醫療隱私的安全性。RFID系統有兩種典型的體系結構，一種是服務器和閱讀器之間的連接是有線的，因此閱讀器固定不能移動，另一種是連接服務器和閱讀器是無線的，閱讀器是便攜式的。在第一種架構模式中，讀寫器與服務器之間是特殊的電纜連接，所以通道被認為是安全的，而第二個通道由于服務器和讀卡器之間的無線連接而被認為是不安全的。然而，隨著移動互聯網的快速發展，第二種RFID系統架構已成為主流，這也是醫療場景下需要重點考慮的。另外，在這兩種架構中，都需要考慮RFID標簽和閱讀器之間前端通信的安全性。RFID技術在醫療領域的應用意味著確保可靠和安全地訪問患者的醫療信息同時兼顧敏感信息的管理是很有必要的。因此，RFID系統需要滿足服務器和標簽之間的安全認證和通信。同時，必須確保用戶的敏感隱私信息不會泄露。此外，RFID認證是使RFID系統安全并保護隱私的主要方法?？梢钥闯稣J證協議在無線通信中是非常重要的。關于RFID認證協議，國內外研究人員已經研究的非常深入，現有技術一是一種雙向認證協議，該協議確保了同步和防重放攻擊以及符合EPC Class 1 Generation 2標準，但它缺乏RFID標簽的匿名性，這在醫療系統中至關重要，患者身份的匿名性與生命體征的安全性密切相關；現有技術二是一種基于云的RFID協議，它具有良好的可擴展性和存儲性能，現有技術三是一種認證技術主要側重于在標簽上使用較少的資源進行認證，但是即便系統擁有更少的性能開銷，仍然無法為標簽提供用戶提供標簽匿名保護服務?？傊?，這些協議都缺乏對標簽信息的匿名保護。在設計符合RFID系統架構需求的合適協議時，不僅要考慮標簽與讀卡器之間通信的安全性，還必須考慮到考慮服務器和讀者之間的安全性。此外，為了便于未來部署，有必要設計一個低成本的RFID標簽系統，而整個架構也需要輕量化，使用一些簡單的操作是不可或缺的。更重要的是，為了特殊醫療環境下的安全問題，系統需要具備一定的防護能力，如抗干擾，標簽匿名等。因此，設計一個適用于物聯網特別是醫療場景下的輕量級RFID協議，同時兼顧隱私信息的防護是當下需要重點關注的研究方向。