[發明專利]基于物理不可克隆技術的RFID卡片式智能門鎖

在審

• 申請號: 201810711058.5
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108921995A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 曹元;周茗蕊;羅超
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G07C9/00
• 分類號: G07C9/00;G06F21/73;H04L9/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

一種基于物理不可克隆技術的RFID卡片式智能門鎖，包括RFID卡片、門鎖和數據庫；數據庫設置在后臺服務器上，當接收到RFID卡片對應的ID時，數據通過互聯網與數據庫中的數據進行比較；數據庫用于儲存每個RFID卡片對應的ID；門鎖內芯片包括PUF電路，RFID卡片包括RFID模塊，RFID模塊用于產生激勵，PUF電路接收到激勵后，產生對應秘鑰，數據庫提供匹配源，與PUF電路產生的秘鑰進行比較，實現認證，基于門鎖密碼認證模式進行開鎖；本發明PUF電路可以抵御探針攻擊物理攻擊，內部并不儲存密鑰信息，因此他人無法通過探針等讀取芯片密鑰，盜取內部信息，這就大大提高了門鎖的安全性。

技術領域

本發明涉及一種基于物理不可克隆技術的RFID卡片式智能門鎖，屬于智能門鎖領域。

背景技術

目前，RFID卡片被廣泛用于身份的認證、防偽等領域，但是RFID的安全性并不高，目前的智能門鎖，尤其是卡片式的智能門鎖，都存在一定的安全隱患，特別是閱讀器與標簽的通信過程缺乏有效的安全保護措施，RFID被攻克、被復制的案例也并不鮮見。因為長期處于暴露環境下，無法使用復雜的抗攻擊設計來保護其內在的密碼信息，同時過多的安全模塊又會導致功耗的增加，使用壽命的縮短。現有技術中，門鎖多采用RFID技術，但是其安全性卻不高，如果通過設計復雜算法來提高其安全性，則功耗會增加，導致壽命縮短，因此市場迫切需要一種能夠兼顧成本、功耗及安全性的安全技術。

物理不可克隆技術是國際上一種新興的、高安全性且成本較低的硬件安全技術。最早，MIT的Pappu在論文中提出物理不可克隆函數的概念，Gassend等人則最早在論文中提出了基于硅的PUFs，這極大地推動了PUF的發展與應用。目前在國際上開發PUF技術的僅有兩家新興公司：Verayo和Intrisic-ID。這兩家公司的產品各有不同：Verayo利用相同結構的電路路徑延遲的微小差異產生隨機輸出；Intristic-ID則利用SRAM(靜態隨機存取存儲器)技術的物理特性，即在通電后，SRAM的單元所存儲的數據是隨機的，且每一個的芯片都是不同的。Verayo產品的優勢在于功耗低，隨機性好，但目前，已有文章稱利用SVM等機器學習的方法將其破解。而基于SRAM的PUF，集成度高，結構簡單。但是它的問題在于穩定性較差，并且由于器件的空間相關性，減少了它的有效存儲容量。

目前國內并沒有相關技術及其應用的報道。基于環形振蕩器的PUF系統則具有穩定性好，設計布局簡單的優點，再結合低功耗技術，使用鉗位型反向器設計電路，能夠有效地解決功耗與成本的問題，為PUF電路的工業化、商業化提供了可能。

發明內容

發明目的：為解決現有技術問題，本發明公開一種基于物理不可克隆技術的RFID卡片式智能門鎖，基于物理不可克隆技術，門鎖的密碼是由內部PUF電路制造工藝偏差所決定的，由于每一個點PUF電路的誤差都是隨機產生的，所以每個門鎖安全密碼也是不一樣的，這極大地提高了門鎖的安全性。

本發明技術方案如下：

一種基于物理不可克隆技術的RFID卡片式智能門鎖，包括RFID卡片、門鎖和數據庫；

數據庫設置在后臺服務器上，當接收到RFID卡片對應的ID時，數據通過互聯網與數據庫中的數據進行比較；數據庫用于儲存每個RFID卡片對應的ID；門鎖內芯片包括PUF電路，RFID卡片包括RFID模塊，RFID模塊用于產生激勵，PUF電路接收到激勵后，產生對應秘鑰，數據庫提供匹配源，與PUF電路產生的秘鑰進行比較，實現認證，基于門鎖密碼認證模式進行開鎖。

PUF電路包括輸入激勵單元、PUF實現單元和檢測輸出單元；

輸入激勵單元接收RFID卡片激勵，輸入激勵單元包括8bit的線性反饋移位寄存器，線性反饋移位寄存器產生兩組Nbit的激勵，分別為CB和CA，

其中N為正偶數；