RFID防偽系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、假冒偽造給世界經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失，為了維護(hù)經(jīng)濟(jì)秩序的正常運(yùn)行，很多研究人員結(jié)合電子、信息、生物和新材料技術(shù)開發(fā)了多種防偽產(chǎn)品。實(shí)踐表明，目前大多數(shù)防偽產(chǎn)品并不能真正起到防偽作用。射頻識(shí)別(Radio FrequencyIdentification，RFID)以其成本低、體積小、安全性好以及易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)成為解決假冒偽造問題最有應(yīng)用前景的技術(shù)之一。 把RFID技術(shù)應(yīng)用到防偽系統(tǒng)中充分發(fā)揮了RFID技術(shù)在防偽領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)RFID

2、技術(shù)的引進(jìn)也使防偽系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。RFID防偽系統(tǒng)不僅面臨RFID標(biāo)簽、RFID閱讀器等實(shí)體之間相互通信過程可能遭到的攻擊和破壞，同時(shí)也面臨閱讀器生產(chǎn)商以及標(biāo)簽生產(chǎn)商運(yùn)營過程可能遭遇的攻擊和破壞。目前RFID技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了許多實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，共性的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。但是把RFID技術(shù)應(yīng)用到防偽系統(tǒng)中還有很多特殊性要求，還有許多關(guān)鍵技術(shù)有待于解決。 本文針對(duì)現(xiàn)有RFID防偽系統(tǒng)存在的問題以及復(fù)雜的商業(yè)運(yùn)營環(huán)境，提出了一種安全可靠

3、的RFID防偽系統(tǒng)。該系統(tǒng)以產(chǎn)品生產(chǎn)商利益為核心，保證真實(shí)產(chǎn)品能夠順利通過各種經(jīng)銷渠道到達(dá)消費(fèi)者手中。針對(duì)復(fù)雜的造假手段，提出了防偽系統(tǒng)逆向攻擊模型，用于分析防偽系統(tǒng)中的脆弱節(jié)點(diǎn)。研究并分析了RFID防偽關(guān)鍵技術(shù)：1)設(shè)計(jì)了具有身份認(rèn)證功能的RFID防偽閱讀器；2)研究并設(shè)計(jì)了RFID防偽安全認(rèn)證協(xié)議；3)研究并設(shè)計(jì)了具有信息隱藏功能的RFID防偽標(biāo)簽。取得的研究成果如下： (1)通過對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的分析，提出一種安全可靠的RFI

4、D防偽系統(tǒng)。該系統(tǒng)面向復(fù)雜的商業(yè)運(yùn)營環(huán)境，把公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(Public Key Infrastructure, PKI)認(rèn)證機(jī)制引入到RFID防偽系統(tǒng)中。通過對(duì)RFID標(biāo)簽以及閱讀器的授權(quán)認(rèn)證機(jī)制，構(gòu)建一種開放、中立、通用的RFID防偽系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)與具體的RFID標(biāo)簽生產(chǎn)商以及閱讀器生產(chǎn)商無關(guān)。對(duì)RFID防偽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了層次化模型分析，在此基礎(chǔ)上提出了智能化的防偽逆向攻擊模型。該模型假想偽造者對(duì)整個(gè)防偽系統(tǒng)進(jìn)行攻擊，把問題轉(zhuǎn)化為攻

5、擊者在整個(gè)防偽系統(tǒng)中求解問題。通過這種逆向分析的方法對(duì)防偽系統(tǒng)進(jìn)行分析，把復(fù)雜、多元化的防偽系統(tǒng)形式化并定位出防偽系統(tǒng)中的脆弱節(jié)點(diǎn)。該模型為RFID防偽系統(tǒng)安全可靠性研究提供了一種理論方法。 (2)提出了基于RFID防偽系統(tǒng)的安全防偽協(xié)議。在剖析防偽系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃、信息傳輸模型、信息傳輸協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，借鑒了PGP(Pretty GoodPrivacy)加密策略，構(gòu)建了具有身份認(rèn)證機(jī)制的RFID防偽認(rèn)證協(xié)議。同時(shí)引入了密鑰分

6、級(jí)管理策略，保證了防偽協(xié)議的實(shí)施。該協(xié)議策略能夠保證核心防偽數(shù)據(jù)的私密性、完整性、可認(rèn)證性以及消息結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性，為防偽系統(tǒng)的防偽協(xié)議設(shè)計(jì)提供了理論支持。 (3)研究并設(shè)計(jì)了基于嵌入式設(shè)計(jì)理念的可認(rèn)證防偽閱讀器的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。RFID防偽閱讀器在遵循國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，增加了公、私鑰認(rèn)證模塊以及防偽數(shù)據(jù)私密存儲(chǔ)等功能模塊，使防偽閱讀器具有私密存儲(chǔ)、隔離計(jì)算、獨(dú)立認(rèn)證的功能。同時(shí)擴(kuò)展了防偽閱讀器的跟蹤和搜索功能，提升了防偽系統(tǒng)的安

7、全性。 (4)結(jié)合加密技術(shù)與芯片設(shè)計(jì)方法提出并設(shè)計(jì)了一種可認(rèn)證、可加密的防偽標(biāo)簽。在通用RFID標(biāo)簽基本功能的基礎(chǔ)上，給標(biāo)簽增加了加密處理部件以及認(rèn)證控制部件。增加標(biāo)簽對(duì)數(shù)據(jù)嚴(yán)格加密的功能以及身份認(rèn)證的功能。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是標(biāo)簽?zāi)軌螂[藏防偽數(shù)據(jù)，防止未經(jīng)授權(quán)的讀取。 本文研究針對(duì)RFID防偽系統(tǒng)的復(fù)雜商業(yè)運(yùn)營環(huán)境，提出了RFID防偽認(rèn)證系統(tǒng)，采用密碼技術(shù)與芯片設(shè)計(jì)以及嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)思想解決了防偽系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，并且提出一