KKK算法研究及改进

研究一种为RFID标签和低运算能力设备建立动态密钥的算法——KKK算法,探讨算法的原理及发展现状。建立KKK算法仿真环境,在此基础上对各类KKK类算法进行比较。提出一种新的KKK类算法——KKK干扰算法,该算法与目前安全性较高的KKK-询问算法相比,性能效率更高。     

通用高效RFID授权协议模型设计与实现

RFID技术的安全性问题阻碍了它的进一步应用. 这里提出的通用RFID安全授权协议模型,主要采用按位异或运算和哈希运算实现授权数据读取,并引入了RFID芯片管理代理的角色,给出了该模型的基本结构、组件职责、实现该模型的系统化协议原型和核心协议。与之前的RFID认证授权模型相比,该方法采用了计算代价更低的算法,并可以在此基础上实现RFID设备之间更复杂的授权管理模式。     

基于字合成运算的单标签密钥无线生成算法

现有的RFID系统中,标签与读写器之间认证用到的共享密钥都是事先设定好,但该做法存在一定的安全缺 陷。为了解决该安全隐患,提出一种基于字合成运算的密钥无线动态生成算法,该算法主要运用在读写器为单个标签生成共 享密钥场景。算法采用标签与读写器各自生成的随机数通过字合成运算加密动态生成共享密钥,确保共享密钥的安全性。通 过安全性分析,可以得知该算法能够有效抵抗假冒攻击及暴力破解攻击等攻击方式。     

一种新的超轻量级RFID认证协议

RFID(无线射频识别)技术以无线通信的方式广泛运用于生活生产的各个领域,如门禁设备、支付设备等,但阅读器和标签之间无线开放的通信环境使得RFID设备面临更多的恶意攻击和安全威胁。低成本标签只具有非常有限的计算能力和存储空间,一般的分组密码和hash函数等都不能用于低成本标签中。为了解决低成本标签的安全性问题,采用比特位运算密码原语,提出一种新的超轻量级RFID认证协议——SIUAP。SIUAP协议在SIMON 类算法的超轻量级轮函数F(x)和非线性函数MIXBITS运算的基础上,使用3种简单的比特位运算:比特AND运算、异或运算和循环移位运算,大大降低了计算复杂度。通过GNY逻辑对协议进行形式化的分析,证明了SIUAP协议能够实现阅读器和标签双向合法身份的认证,同时对SIUAP进行安全性分析。与现有的超轻量级认证协议相比,SIUAP协议具有较小的计算开销,能够满足RFID系统低成本、高安全性的需求。     

计时攻击漏洞识别与防护能力量化评估技术

计时攻击是最具威胁的旁路攻击之一,为了设计安全高效的抗计时攻击的密码运算部件,需要在设计实现过程中及时发现密码算法的安全漏洞,并量化分析密码运算部件的抗计时攻击防护能力。因此,提出了一种可发现在密码算法具体实现中可能存在的计时攻击漏洞的分析方法。将密码算法采用增强数据相关图表示,通过在数据相关图中查找可被计时攻击的过程变量来分析安全漏洞,给出了相应的识别算法。并以成功实施计时攻击所需的样本数来量化密码运算部件抗计时攻击能力,提出了一种估算所需样本数的计算方法。     

传感器网络中基于信誉模型的对偶密钥建立算法

基于密钥预置技术,提出了一种新的传感器网络动态对偶密钥建立算法。在该算法中,节点在部署前首先被预置一个全局初始密钥,在部署之后,邻节点之间将基于预置的全局初始密钥来动态生成一跳的对偶密钥。理论分析与实验结果表明,与已有基于随机方法的传感器网络对偶密钥建立算法相比,新算法具有更好的直接和间接对偶密钥建立概率。     

物联网环境下LED轻量级密码算法的安全性分析

LED算法是于2011年CHES会议中提出的一种新型轻量级密码算法,用于在物联网环境下保护RFID标签以及智能卡等设备的通信安全.文中提出并讨论了一种针对LED算法的差分故障攻击方法.该方法采用面向半字节的随机故障模型,通过在LED算法中导入故障,分别仅需要3个错误密文和6个错误密文,即可恢复LED算法的64bit和128bit原始密钥.实验结果表明,针对LED算法的差分故障攻击方法不仅扩展了故障诱导的攻击范围,而且提高了故障诱导的效率,减少了错误密文数,从而为故障攻击其它轻量级密码算法提供了一种通用的分析手段.     

基于物理不可克隆函数的高性能RFID网络隐私保护算法

RFID网络是物联网中物体身份识别的重要方案,RFID系统的安全性直接影响物联网的安全性。已有的RFID隐私保护算法均需要线性地搜索后端的数据库从而识别某个标签,因此后端数据库的计算复杂度与延迟较高。对此基于物理不可克隆函数(PUF)提出一种无需数据库搜索操作的低计算复杂度隐私保护算法。首先,采用PUF安全地保存标签的秘密信息以抵御妥协攻击;然后,数据库端仅需要3个哈希运算与两个异或运算,计算复杂度为O(1)。最终,基于Vaudenay的RFID隐私安全模型分析本算法的性能,结果显示其具有最高的隐私等级,同时计算复杂度最低。     

低成本有源RFID双向认证加密方案

针对射频识别(RFID)系统自身在认证和通信过程中存在的安全隐患问题,提出了一种低成本、高效、安全的RFID节点间身份认证与数据加密方案。该方案采用改进的椭圆曲线Diffie-Hellman(ECDH)算法与高级加密标准(AES)相结合的方式实现密钥分发、身份认证、通信加密功能,同时采用动态密钥算法增强了通信过程中的安全性。此外,该方案在不破坏安全强度的情况下缩减了运算规模,减少了系统资源开销。验证表明,该方案资源开销低,能够抵抗重放、假冒、中间人、拒绝服务等攻击,在对安全性能及低成本有一定要求的物联网领域具有一定的实用意义。     

低成本有源RFID双向认证加密方案

针对射频识别(RFID)系统自身在认证和通信过程中存在的安全隐患问题,提出了一种低成本、高效、安全的RFID节点间身份认证与数据加密方案。该方案采用改进的椭圆曲线Diffie-Hellman(ECDH)算法与高级加密标准(AES)相结合的方式实现密钥分发、身份认证、通信加密功能,同时采用动态密钥算法增强了通信过程中的安全性。此外,该方案在不破坏安全强度的情况下缩减了运算规模,减少了系统资源开销。验证表明,该方案资源开销低,能够抵抗重放、假冒、中间人、拒绝服务等攻击,在对安全性能及低成本有一定要求的物联网领域具有一定的实用意义。     

基于布隆过滤器的RFID数据冗余处理算法研究

RFID技术作为物联网领域的关键技术,具有广阔的应用前景。然而RFID设备在读取标签信息时会产生大量冗余数据。因此,RFID数据冗余处理的研究对于减少RFID中间件系统负荷、快速检测出入标签有着重要的意义。之前针对RFID数据冗余过滤的研究往往是单维度、静态场景的简单过滤,无法实现复杂场景下标签的出入检测。因此,本文提出一种名为时间距离布隆过滤器（TDBF）的算法,该算法从时间和空间两个维度进行冗余过滤。与常用的时间布隆过滤器相比,该算法兼顾了RFID标签的读取时间和读取距离,极大的降低了数据的冗余问题。在保证漏读率较低的情况下,极大的降低了数据的误读率。同时该算法支持动态场景中移动标签的冗余过滤,能够较好的满足出入监控需求。     

高频电子标签的防碰撞算法研究

多张电子标签的防碰撞技术是射频识别中的一个关键技术,防碰撞算法的好坏直接影响着RFID系统处理多张电子标签的能力。研究了高频电子标签的防碰撞原理,在二进制搜索算法和时隙SLOTS算法的基础上提出了动态混合算法和类八进制搜索算法,并对算法进行了性能分析。实验结果表明,这两种算法具有更优越的性能。     

射频识别系统中的防碰撞算法研究

在RFID系统中,为解决多个标签同时与阅读器交换数据所引起的碰撞问题,必须采用一定的防碰撞算法,标签防碰撞技术是RFID系统中的关键技术。详细分析了典型的二进制及动态二进制防碰撞算法原理,并在此基础上提出了一种新的防碰撞算法。该算法根据标签碰撞的特点,充分利用已得到的冲突信息,采用休眠计数的方法,使搜索范围大大缩小,提高了标签的识别效率。性能分析表明,该算法比已有的二进制及动态二进制反碰撞算法具有更明显的优势。     

一种新的RFID标签数目估算方法

动态帧时隙ALOHA反碰撞算法中帧长度调整的关键在于对阅读器读写范围内标签数目的估算。通过模拟帧时隙ALOHA算法得到了不同帧长度时标签数目与碰撞时隙数目的关系曲线。创建了碰撞时隙中的平均标签数目e和碰撞时隙所占比例P_C之间关系的数学表达式,该表达式对所有的帧长度都适用。在此基础上提出了一种新的RFID标签数目估算方法。该方法计算量小,不需要预先建立和存储查找表,有利于提高RFID系统的实时响应速度和降低硬件成本。 MATLAB仿真表明,提出的标签数目估算方法比现有的方法估算准确度有较大提高。     

一种改进的动态二进制树防碰撞算法

在无线射频识别系统（RFID）中,标签的防碰撞问题是必须解决的关键问题之一。针对现有RFID系统中动态二进制树搜索算法识别效率较低、通信复杂度较高的问题,提出一种改进的动态二进制树防碰撞算法,在标签内设置一个计数器记录匹配位置信息,阅读器根据碰撞信息的高位与次高位产生下一级搜索前缀,并通过堆栈保存各搜索深度的前缀,从而减少搜索次数并降低数据通信量。经仿真分析表明,该算法在识别效率和通信复杂度两方面具有明显的优势。     

一种RFID 系统群组标签密钥无线生成算法

在RFID系统运用中,标签与读写器之间进行双向认证的时候,会涉及到共享密钥。现有的认证过程中用到 的共享密钥大多是事先设定好的,但该方式存在一定的安全缺陷。针对读写器为一组标签生成一个共同的密钥运用场景,提 出了一种动态方式通过无线方法生成共享密钥的算法,从而解决事先设置好密钥而存在的安全缺陷问题。     

基于密钥矩阵的RFID安全协议

无线射频识别(RFID)作为一种新型的自动识别技术正逐渐得到广泛应用,但RFID系统的特点和RFID设备的局限性带来了很多安全隐患问题。针对这些问题,讨论并阐明RFID的系统组成和安全隐患,分析了几种现有的典型的RFID 安全协议的特点和缺陷,提出一种基于密钥矩阵的RFID安全协议。该协议使用密钥矩阵来加密标签和阅读器之间传输的数据,并在认证后更新标签中密值,能有效抵抗多种攻击。分析表明,该协议具有效率高、成本低、安全性高等特点。