基于动态加密算法的RFID系统安全性研究与设计

摘要

随着射频识别（RFID）技术的不断成熟，它已经深入到人们日常生活中的各个方面。但由于设计之初过于考虑成本的限制，导致目前PFID技术中的安全漏洞不断暴露出来，严重影响用户对该技术的信心，成为阻碍PFID技术发展的一个巨大障碍。
　　 正是基于这种情况，本论文进行了一系列RFID安全方面的研究工作，旨在增强该技术的安全性，促进其发展，并为今后安全方面工作的开展提供思路和借鉴。首先，本论文在对RFID基本知识和国内外研究现状进行深入研究的基础上，对RFID系统存在的安全隐患进行分析，提出了从多方面解决该问题的思想。然后，对加密算法体制进行研究，根据RFID系统的特点选出几种适合于RFID的对称加密算法，引入随机数方法，设计出一种新的基于多种算法的动态加密算法，并对其基本流程进行了仿真。最后在研究现有PFID认证协议的基础上，利用新提出的动态加密算法设计出一种安全性更高的认证协议，并利用形式化分析语言中的BAN逻辑对其安全性进行证明。
　　 本论文中提出的动态加密算法是具有可扩展性的，不仅仅局限于文中提到的几种算法，随着硬件技术的不断提高，它可动态选择的算法将越多，发挥的作用也将越大。此外，动态加密算法的思想还可以用于其它需要用到加密算法的领域，相信其能够为加密算法注入一丝新的活力。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 RFID技术的研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 RFID技术研究

1.2.2 RFID标准体系的研究

1.2.3 RFID标签成本的研究

1.3 本课题研究意义和实现目标

1.4 论文的组织结构

第二章 RFID系统基本原理

2.1 RFID系统的基本组成

2.1.1 标签

2.1.2 读写器

2.1.3 后台端

2.2 RFID系统的基本工作原理

2.3 RFID系统的分类

2.3.1 按频率划分

2.3.2 按供电形式划分

2.3.3 按作用距离划分

2.4 RFID安全问题

2.4.1 数据保密性

2.4.2 数据真实性

2.4.3 数据完整性

2.5 RFID系统面临的主要攻击手段

2.6 本章小结

第三章 RFID系统安全性研究

3.1 EPCglobal系统架构的安全分析

3.1.1 EPCglobal系统架构的纵向安全分析

3.1.2 RFID供应链的横向安全分析

3.2 RFID系统的安全解决方案

3.2.1 技术解决方案

3.2.2 政策、法规解决方案

3.3 现有RFID认证协议的研究

3.3.1 哈希锁协议

3.3.2 随机化哈希锁协议

3.3.3 哈希链协议

3.3.4 基于HASH函数的ID变换协议

3.3.5 分布式RFID询问—响应认证协议

3.3.6 交互认证协议

3.4 本章小结

第四章 动态加密算法研究与实现

4.1 密码学的基本介绍

4.1.1 密码学的发展

4.1.2 密码体制的概念

4.1.3 密码体制的分类

4.2 适用于RFID的密码体制的研究

4.3 三种对称加密算法的介绍

4.3.1 DES

4.3.2 IDEA

4.3.3 TEA

4.4 动态加密算法的提出及其基本原理

4.4.1 设计的基本思路

4.4.2 动态加密算法的基本原理

4.5 动态加密算法的改进

4.5.1 随机数方法

4.5.2 DES的改进

4.5.3 密钥长度的改进

4.5.4 算法选取的改进

4.6 动态加密算法的仿真

4.6.1 仿真工具VC++6.0的介绍

4.6.2 对改进前的DES进行仿真

4.6.3 对改进后的DES进行仿真

4.6.4 对动态加密算法进行仿真

4.6.5 结论

4.7 本章小结

第五章 基于动态加密算法的RFID认证协议

5.1 RFID安全认证协议的设计需求分析

5.2 基于动态安全算法的安全认证协议

5.2.1 初始化

5.2.2 协议的具体流程

5.3 认证协议的安全性证明

5.3.1 目前的安全协议分析方法

5.3.2 BAN逻辑

5.3.3 基于BAN逻辑的认证协议安全性证明

5.4 与已知认证协议的比较

5.5 本章小结

第六章 总结及展望

参考文献

致谢

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