RFID超轻量级认证协议RCIA形式化分析与改进

无线射频识别（RFID）是物联网中的一种非接触式的自动识别技术,被广泛运用于构建物物互联的RFID系统。RCIA是一种超轻量级RFID双向认证协议,提供高安全性并声称能抵御去同步攻击。形式化方法是安全协议分析的有力手段。运用模型检测工具SPIN对RCIA协议的认证性及一致性进行验证,结果表明RCIA协议存在去同步攻击漏洞。针对此漏洞,提出基于密钥同步机制的修补方案,对RCIA协议进行了改进。对改进后的协议进行形式化分析与验证,结果表明改进后的RCIA协议具有更高的安全性。提出的协议抽象建模方法对此类超轻量级RFID双向认证协议形式化分析具有重要借鉴意义;提出的基于密钥同步机制的漏洞修补方案,被证明能有效抵御去同步漏洞,可适用于此类超轻量级RFID双向认证协议的设计和分析。     

一种新的轻量级RFID双向认证协议

RFID技术是一种广泛应用于各种物体识别和跟踪的自动识别技术,它适用于多个领域。然而,设计出一个安全的轻量级的RFID认证协议是一项具有挑战性的任务。最近Kulseng等人提出了一种轻量级RFID认证协议,该协议采用物理不可克隆技术和线性反馈移位寄存器来实现,非常适合轻量级操作。分析发现,该协议存在几个严重的安全问题。在分析上述协议的基础上,提出了一种新的轻量级RFID双向认证协议。分析表明,新协议在保持轻量级操作的同时,具有更好的安全性和保密性。     

轻量级RFID双向通信认证协议优化方案

以轻量级RFID双向通信认证的设计与实现为研究目标,针对目前存在的轻量级RFID算法空白,所有权转移问题难以解决,现有协议未经过实际检验等问题,基于ECC算法机制,开展设计研究,取得了轻量级RFID双向通信认证协议的逻辑设计、源代码编写、硬件调试、上位机软件编写、可靠性测试等成果,可直接投入实际运用。文章从现有RFID安全认证协议出发,精心论证,认真分析,确保每一步认证的安全性,实现了授权访问、双向认证、标签匿名性、可用性,有效地保护了标签和数据库双向安全,满足RFID系统的安全需求。     

基于物理不可克隆函数的RFID双向认证

在物联网应用中,基于传统加密手段的无线射频识别(RFID)认证协议计算量较大,在资源有限的设备中不具有可操作性.为解决该问题,提出一种基于物理不可克隆函数的RFID双向认证协议.分析RFID系统协议的安全需求,根据物理不可克隆函数设计轻量级的双向安全认证协议,利用形式化分析语言证明协议的安全性.分析结果表明,与随机化Hash-Lock、轻量级认证协议等相比,该协议不仅能够有效防止假冒、重放、追踪攻击,也能抵抗物理克隆攻击.     

供应链环境下UC安全的RFID所有权转移协议*

针对供应链环境下无线射频识别(RFID)标签流动所涉及的节点隐私和供应链可见性管理问题,定义了供应链环境下RFID标签所有权转移的安全需求,提出了通用可组合安全模型,并基于所提出的RFID认证协议,设计了一个能实现该模型的RFID标签所有权转移协议。安全性证明和效率分析表明该协议通过利用授权机制和哈希函数的单向性,很好地解决了可见性和不可追踪性问题,采用索引机制和标签端轻量级的计算方式提高了执行效率。与同类方案相比,该协议降低了标签端的计算量且安全性更高。     

基于数字签名的轻量级RFID认证协议

RFID系统的安全和隐私问题已成为阻碍其进一步扩展的瓶颈。针对低代价标签提出了一种基于签名方案的轻量级RFID认证协议,它利用数字签名技术和RFID认证技术的恰当结合,成功实现了RFID系统的轻量级认证机制。性能评估表明新协议除了具有主要的安全隐私性能属性之外,还能够抵抗多种典型的恶意攻击和威胁,其安全性依赖于在有限域上求解离散对数问题的困难性和伪随机数生成器的安全性。新协议将公钥密码技术中代价较高的运算置于服务器端,确保了标签端运算的轻量性,促进了公钥密码技术在RFID系统中的进一步实施。     

基于RRAM PUF的轻量级RFID认证协议

针对当前轻量级的射频识别（RFID）加密方案信息防护手段有限的问题,结合由阻变存储器（RRAM）构成的物理不可克隆函数（PUF）,提出了一种新型的轻量级RFID双向认证协议。利用多级响应加密机制实现阅读器与标签之间的安全认证处理。结合RRAM PUF模型,采用了特殊的纠错处理方法提高PUF响应的可靠性并阻止了信息泄露。此外添加了密钥更新机制和异常攻击标识,抵御了追踪攻击和去同步攻击等威胁。经仿真、分析和对比结果表明,该协议可以有效抵抗多种攻击手段,具有较高的安全性和较低的计算成本。     

RFID安全认证协议综述

在物联网发展中,RFID技术以其轻量化的优势在物联网体系中占据重要地位。同时,RFID安全认证协议也因物理条件限制受到安全威胁。首先,通过对现行主流RFID安全认证协议进行梳理,按加密算法的量级将其划分为超轻量级、轻量级、中量级和重量级安全认证协议;然后,对其中典型的安全认证协议存在的安全问题进行分析,对近年来提出的改进协议安全性能及性能指标按量级进行讨论比较;最后,探讨了RFID安全认证协议可能的发展方向。     

一种超轻量级RFID双向认证协议

开放的无线通信环境,尤其是阅读器和标签间的无线信道,使得无线射频识别(RFID)系统的安全和隐私问题逐渐成为值得关注的焦点,因此设计抗各种恶意攻击和安全威胁的超轻量级RFID 认证协议是非常必要的。针对低代价标签提出了一种新的超轻量级RFID双向认证协议,该协议避免了已有RFID认证协议存在的安全隐患。安全分析表明新协议具有较强的安全和隐私属性,并且能够抵抗各种可能的恶意攻击。根据低代价RFID标签资源受限的需求,新协议仅需要在标签上执行两种简单的比特位操作,与其他超轻量级RFID认证协议相比具有更好的性能优势。     

一种改进的超轻量级RFID认证协议

针对当前超轻量级RFID认证协议中存在的安全缺陷,提出一种改进的超轻量级RFID双向认证协议。通过引入新的函数,使消息之间的数学关联性更加复杂,避免了泄露标签标识符,提高了阅读器和标签在开放环境中通信的保密性。对该协议的安全性和效率进行分析,并利用OPNET软件对该协议仿真实验,结果表明,该协议能抵抗代数攻击,重传攻击,假冒攻击等多种常见恶意攻击,在同等计算量下具有更高的安全性,可用于实际的移动身份认证环境。     

MKAP:Gen2规格下RFID安全认证协议的研究

近几年,由于EPC C1G2 RFID标准的低安全级别,轻量级的RFID认证协议被广泛研究。提出了一种改进型的符合Gen2标准的认证方案MKAP。仅运用异域运算、标签的访问密码和杀死密码来提高现用RFID Gen2标签对许多威胁的安全性。通过全面的安全性分析,证实该改进方案比现有方案,有了显著的提升。     

基于随机运算符的轻量级匿名射频识别系统双向认证协议

针对无线射频识别（RFID）系统容易遭受无线信道中的恶意攻击以及标签所有者隐私时常收到侵犯的问题,提出了一种支持匿名的轻量级RFID认证协议。首先,使用了随机数发生器生成不可预测的序列以指定参与协议的轻量级运算符;然后,通过指定种子以实现阅读器与标签之间的密钥协商;最后,实现双向认证与信息更新。通过与部分典型的轻量级方案的对比可知,所提出的方案相较同类的轻量级协议最多节省近42%的标签存储开销,同时其通信开销维持在同类方案的低水平位置,且能够支持多种安全需求。所提方案适用于低成本RFID系统。     

轻量级的无线射频识别安全认证协议

针对现有无线射频识别(RFID)认证协议存在的安全缺陷,提出了一种新的轻量级RFID安全认证协议,并基于GNY逻辑给出了形式化证明。协议采用阅读器双重认证及预认证阶段刷新密钥的方法,通过在标签中添加保护密钥同步的恶意攻击标记Tm,解决了当前协议中存在的可扩展性欠佳、标签密钥更新失败导致位置跟踪和非法更新标签/服务器内部密钥造成拒绝服务(DoS)等问题,可抵抗重传、标签/阅读器假冒和通信量分析等多种恶意攻击,尤其防范来自位置隐私泄露和拒绝服务的安全威胁。分析结果表明,所提协议具有低成本、安全性高、计算复杂度低等特点,适合于标签数目较多的RFID系统。     

安全增强的智能电网轻量级匿名认证方案

现有的智能电网身份认证方案大多存在计算成本高和认证流程复杂的问题,不适用于智能电网中资源受限的智能设备。而一些轻量级的方案却存在各种安全漏洞,这些方案都无法在效率和安全性之间实现所需的权衡。针对上述问题,基于椭圆曲线加密算法设计了一个增强的可证明安全的智能电网轻量级匿名认证方案。引入辅助验证器,摆脱在认证阶段对于电力供应商的依赖,在保护智能电表真实身份的条件下实现网关和智能电表之间的相互认证。同时,可以通过伪身份对恶意智能电表进行身份的溯源和撤销。通过在随机预言模型下的安全性分析和仿真工具ProVerif证明了方案具备较高的安全属性。性能分析表明,所提方案能够满足智能电网环境下对于安全性和高效性的要求。     

A minimum disclosure approach to authentication and privacy in RFID systems

In this paper we present a novel approach to authentication and privacy in RFID systems based on the minimum disclosure property and in conformance to EPC Class-1 Gen-2 specifications. We present two security schemes that are suitable for both fixed reader and mobile/wireless reader environments, the mutual authentication and the collaborative authentication schemes respectively. Both schemes are suited to the computational constraints of EPC Class-1 Gen-2 passive RFID tags as only the cyclic redundancy check (CRC) and pseudo random number generator (PRNG) functions that passive RFID tags are capable of are used. Detailed security analysis of both our schemes show that they offer robust security properties in terms of tag anonymity, tag untraceability and reader privacy while at the same time being robust to replay, tag impersonation and desynchronisation attacks. Simulations results are also presented to study the scalability of the schemes and its impact on authentication delay. In addition, Yeh et al. (2010) [20] proposed a security scheme for EPC Class-1 Gen-2 based mobile/wireless RFID systems. We show that this scheme has a security vulnerability and is not suitable for mobile/wireless RFID systems.     

ECC-based lightweight authentication protocol with untraceability for low-cost RFID

Due to the potential wide deployment of Radio Frequency Identification (RFID), the security of RFID systems has drawn extensive attention from both academia and industry, and the RFID authentication protocol is an important mechanism in the security of RFID systems. The desired security requirements of RFID authentication protocols include privacy, integrity, authentication, anonymity/untraceability, and even availability. To design an efficient protocol that satisfies all the requirements with limited resources is a challenge. This paper proposes a new RFID authentication protocol based on Error Correction Codes (ECC). The proposed scheme has excellent performance in terms of security, efficiency, server’s maintenance, robustness, and cost. The tag only performs simple operations, such as random number generation and simple bitwise computations. The lightweight feature makes it attractive to those low-cost RFIDs that support only simple operations.     

Combining Rabin cryptosystem and error correction codes to facilitate anonymous authentication with un-traceability for low-end devices

Secure authentication of low cost Radio Frequency Identification (RFID) with low computing capacity is a big challenge, due to the constraint of the limited resources and the privacy concern of their mobility and traceability. Here, we not only concern authentication but also privacy (anonymity and un-traceability) to protect privacy of these mobile devices and their holders. In this paper, we delicately combine Rabin cryptosystem and error correction codes to design lightweight authentication scheme with anonymity and un-traceability. Compared to its previous counterpart [4], the proposed schemes improve the number of supported tags from O(k) to O(2^k), where k is the dimension of the codes. The scheme is attractive to low-end devices, especially those low-cost cryptographic RFIDs. We, additionally, show the security weaknesses of a recently published Rabin cryptosystem-based RFID authentication scheme.     

基于混沌加密的可同步更新RFID双向认证协议

针对日益突出的RFID系统安全隐私问题,提出了一个基于混沌序列的RFID双向认证协议。利用混沌对初始值的敏感性生成混沌序列,对密钥进行加密。该协议引入标签密钥动态更新机制,并设计了自同步解决方案,实现了对标签的二次认证。采用BAN逻辑对其安全性进行证明,并与已有的协议进行安全性分析和性能比较。其分析结果表明,该协议降低了标签成本,减少了标签和后端数据库的计算量,提高了后端数据库的检索效率。不仅有效地解决了RFID系统的隐私保护及安全问题,同时也提高了RFID协议认证的执行效率,更适合低成本的RF1D系统。