基于CDMA技术的新型防碰撞算法

标签碰撞是射频识别（RFID）技术的常见问题,该问题影响了RFID系统通信过程中数据传输的完整性.在分析已有防碰撞方法的基础上,根据帧时隙分组ALOHA算法,结合码分多址技术,提出了新型的标签防碰撞算法.该算法能够有效减小标签之间的碰撞概率,缩短读写器操作时间,提高吞吐率,很适合应用于具有较大数量标签的RFID系统中.     

应用标签并行识别技术的RFID防碰撞算法

针对RFID传统算法一次只能识别一个标签、吞吐率低、饿死率高的不足,文中提出一种RFID系统防碰撞算法,即利用伪ID码分组,并应用标签可并行识别技术的防碰撞算法（PILD算法）。PILD算法利用伪ID码对待识别标签进行分组,当出现碰撞现象时,运用并行识别算法对出现碰撞的标签进行识别。该算法能避免因帧长过大造成吞吐率下降的问题,并提高RFID识别技术的吞吐率。首先对PILD算法的识别过程进行理论分析,再运用Mathematica软件对PILD算法进行仿真。理论分析及仿真结果表明：当标签总数为2 000,单次碰撞标签数小于等于6时,标签平均查询次数近似为1.26次;该算法的吞吐率较稳定且达到0.791 092,与基于伪ID码的树型防碰撞算法和Logistic-DFSA算法相比,所提算法吞吐率分别提高28.82%、4.74%;当标签数大于1 400时,PILD算法的标签总查询次数最少,标签平均查询次数最少。所提算法中伪ID码分组能够减少单个标签因多次碰撞发生“饿死现象”的概率,与基于伪ID码的树型防碰撞算法和Logistic-DFSA算法相比,PILD算法饿死率最低。     

一种基于碰撞位指示的射频识别标签防碰撞算法

多标签碰撞是射频识别(RFID)技术在推广应用中必须克服的一个问题。针对目前RFID标签防碰撞算法存在识别效率低的不足,该文提出一种基于碰撞位指示的RFID标签防碰撞的碰撞位指示算法(CBIA)。通过跟踪待识别标签的碰撞位,采用碰撞位编解码技术,对待识别标签进行重复分组,直到所有标签都被正确识别。算法通过确定性分组,避免了空闲时隙的产生。仿真结果表明,采用CBIA算法的多标签识别系统,吞吐率可以达到每时隙0.7个标签,CBIA算法识别效率优于优化查询跟踪树算法(OQTT)和碰撞跟踪树算法(CTTA)算法。     

一种基于动态密钥的低成本射频识别标签安全方案

随着射频识别(RFID)技术的广泛应用,隐私安全问题引起了人们的极大关注。首先从安全性和实用性方面讨论了现有的RFID安全协议存在的不足,然后对一种基于动态密钥的低成本RFID标签安全方案进行了分析,较好地解决了在认证协议中容易出现的数据不同步和重传攻击问题。     

基于CDMA和动态时隙ALOHA的UHF RFID防碰撞研究

为提高UHF RFID系统防碰撞性能,提出了一种基于码分多址(CDMA)和动态时隙ALOHA相结合的超高频RFID无源标签防碰撞识别方案。设计了标签防碰撞性能评估方案,采用Matlab进行仿真分析。性能分析和仿真结果显示,该方案在尽可能降低标签硬件复杂度和功耗的前提下,充分利用了码分多址和动态时隙ALOHA的性能,允许多个标签同时发送数据,提高了标签的识别速率。     

基于零知识证明的多实体RFID认证协议

物联网的发展对射频识别(RFID)系统的安全性能提出了越来越高的要求。虽然基于密钥阵列的RFID认证协议解决了传统RFID认证协议在多实体环境中存在的内部攻击问题,但基于交换实体身份信息的认证方式存在信息泄露的安全隐患。针对这一问题,设计了基于零知识证明的多实体RFID认证协议(MERAP)。该协议采用分布式密钥阵列抵御内部攻击,利用零知识证明方案实现双向认证时敏感身份信息零泄露。性能分析结果显示,MERAP协议在维持一定复杂度和标签成本的基础上,可抵抗包括重传、跟踪、拒绝服务和篡改等多种外部攻击和内部攻击。     

一种新颖的融合安全机制的RFID防碰撞协议研究

将反碰撞和安全两种技术相融合是RFID研究领域未来发展的新趋势,本文通过码分多址技术的多址通信能力来解决RFID系统的碰撞问题,并充分利用其安全性、保密性和抗干扰能力强的优点,结合认证密钥和循环冗余检验码CRC、不可逆哈希函数,提出了种适用于低端RFID系统的融合安全机制的反碰撞算法。通过对扩频码矩阵规模、碰撞次数、认证花费时间、总通讯量等性能指标仿真测试表明:扩频码组的规模有一个性能最优值,该值随着区域内标签越多,其值越大。研究表明该算法具有良好的安全性,可以抵抗包括重传、跟踪、篡改及系统内部攻击等多种攻击手段。     

可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法

该文针对现有动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法的系统吞吐率低、算法效率低等问题,提出一种可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA(PIGDFSA)标签防碰撞算法。该文以实验为基础,探索了待识别标签数、标签分组数、帧长对系统吞吐率与标签碰撞率的影响,研究了提升系统吞吐率与降低标签碰撞率的策略与方法。结合射频识别(RFID)的多天线系统,引入FastICA技术,从而实现碰撞时隙重新定义,并以此为基础,利用未识别标签数目自适应确定分组数与帧长。仿真结果表明:PIGDFSA算法在标签数达到2000时,算法吞吐率仍能稳定在92%以上,与FSA-256, GDFSA, BSDBG等算法相比具有更高的算法吞吐率,更少的空隙时隙,更高的算法效率。     

物联网中基于动态密钥轻量级RFID认证协议

针对物联网中感知层RFID系统信息及用户隐私易被泄露等问题,提出一种基于动态密钥轻量级RFID安全认证协议。该协议利用标签及读写器自身产生的随机数、CRC编码函数及一定算法生成动态密钥,并利用该密钥及加密算法来加密认证过程中的重要参数,确保数据传输过程中的机密性。运用BAN逻辑形式化分析方法对该协议安全性进行证明。通过对该协议的安全性、复杂性分析表明,该协议安全、可靠,运行效率较高,适合低成本RFID系统对应用安全的需要。     

多枝查询树协议在解决射频识别碰撞问题中的应用

数据碰撞是影响射频识别(RFID)系统识别效率的主要因素。目前,常用的防碰撞算法是ALOHA算法和二进制树搜索算法,但这两类算法都还不能完全解决标签碰撞问题,尤其是当待识别的标签数量较大且标签ID序列号较长时,识别速度相当慢。为此提出一种多枝查询树协议,采用均衡不完全区组设计(BIBD)对标签ID进行编码,并用16位的BIBD码作为读写器查询前缀符号。理论分析和仿真结果表明,这种协议的性能较传统的防碰撞协议有明显改善。     

基于EPC-C1G2协议的多标签识别性能分析

EPC-C1G2协议属于EPCglobal组织发布的第二代超高频射频识别空中接口协议,该协议采用时槽ALOHA算法解决多标签识别时产生的碰撞问题.首先介绍了该协议多标签碰撞解决所需的参数和命令,协议中的Q值决定了解决碰撞时所用的时槽数.时槽数越多,标签越不容易碰撞,但识别时间却越长,因此,恰当地选择Q值可以在标签识别时间和识别标签数之间找到最佳平衡点.给出了两种碰撞解决流程,一种是固定Q值算法,另一种是递减Q值算法,并仿真分析了这两种多标签识别流程的性能.     

跳频CDMA的RFID防碰撞算法研究

分析了当前RFID系统的防碰撞算法,研究防碰撞机制和相关的算法,结合跳频技术与CDMA提出基于跳频CDMA的RFID防碰撞算法。算法以不同的相互正交的码序列区分标签,在同一个时隙中标签通过跳频来防止碰撞的产生。通过一个2.4GHz有源RFID系统来实现和验证算法。实验表明,跳频CDMA算法能有效防止标签碰撞的产生,在时延方面优于二进制树形搜索算法。     

基于混沌序列的超高频RFID防碰撞及安全协议设计(英文)

Collision and security issues are considered as barriers to RFID applications.In this paper,a parallelizable anti-collision based on chaotic sequence combined dynamic frame slotted aloha to build a high-efficiency RFID system is proposed.In the tags parallelizable identification,we design a Discrete Markov process to analyze the success identification rate.Then a mutual authentication security protocol merging chaotic anti-collision is presented.The theoretical analysis and simulation results show that the proposed identification scheme has less than 45.1%of the identification time slots compared with the OVSF-system when the length of the chaos sequence is 31.The success identification rate of the proposed chaotic anti-collision can achieve 63%when the number of the tag is100.We test the energy consumption of the presented authentication protocol,which can simultaneously solve the anti-collision and security of the UHF RFID system.     

Low Cost RFID Security Protocol Based on Rabin Symmetric Encryption Algorithm

Research shows that heavy-weighted RFID authentication protocol is weak to adapt to low-cost RFID tags because of the usage of public key Encryption Algorithm. The lightweight authentication protocol is suitable for low-cost RFID security authentication protocol because it adopts only the operation of AND, OR, XOR and shift, etc., but is hard to resist complex attacks. In this article, we use the features of the Rabin public key cryptography algorithm, which verifies that the signature process requires only low-cost square multiplication and modulo operations. Based on this, an RFID security authentication protocol with Rabin encryption algorithm is designed. The protocol improves the security of low-cost RFID tags to the height of the public key cryptosystem, and greatly increasing the security of low-cost RFID.

     

超高频RFID系统中的防碰撞算法研究

鉴于多个电子标签工作在同一个频率,当同时处于同一个阅读器识别范围,如果没有采取多址访问控制机制的情况下,信息传输会发生冲突,从而不能正确读出数据。根据超高频频段（860～960MHz）ISO18000-6协议规定,针对无线射频识别（RFID,Radio Frequency Identification）系统出现的多电子标签碰撞问题,首先从最初的二进制防碰撞算法原理进行说明,随后从传输数据位数以及搜索次数方面对其进行了改进,通过实验表明该算法提高了标签的识别效率。     

分组自适应分配时隙的RFID防碰撞算法研究

为了解决射频识别(Radio Frequency IDentification,RFID)系统中的多标签防碰撞问题,在分析帧时隙ALOHA算法的基础上,提出一种基于分组自适应分配时隙的RFID防碰撞算法(GAAS).首先让阅读器对标签随机所选的时隙进行扫描统计,并将其发送给每一个标签,标签再进行相应地时隙调整,使阅读器跳过空闲时隙和碰撞时隙,自适应地分配有效时隙,进而对标签进行快速识别.当未识别标签数比较大时,算法采用分组以及动态调整帧长等策略,以减少时隙处理的时间.仿真结果表明:GAAS算法提高了系统的识别效率和稳定性,降低了传输开销.特别是当标签数超过1000时,该算法的吞吐率仍保持在71%以上,比传统的帧时隙ALOHA-256算法和分组动态帧时隙ALOHA算法的系统效率分别提高了300%和97.2%.     

Multi-branch query tree protocol for solving RFID tag collision problem

The technology of anti-collision is a key point in radio frequency identification （RFID） system. To avoid data collision, there are two approaches： ALOHA based algorithm and binary tree （BT） based algorithm. However, these cannot solve the collision problem completely, especially when the tag quantity is big and the tag ID is long. In this article, we present a multi-branch query tree （MBQT） protocol based on balanced incomplete block design （BIBD） code, and use 16-bit vectors derived from the BIBD as query prefix symbols of RFID reader. Compared with the conventional anti-collision algorithm, the theoretic analysis and simulation show that the proposed protocol improves the identification efficiency.     

RFID系统多标签识别防碰撞算法

进行了全面的基于动态帧时隙 ALOHA(DFSA)的无源 RFID 系统多标签识别防碰撞算法研究,并将其中的标签数目估计技术进行序贯加权处理,通过仿真比较了改进前后 DFSA算法的性能,并确定了最佳遗忘因子。仿真结果表明,该改进措施缩短了 RFID识别标签所需时间,提高了系统的工作效率,可有效地应用于港口码头、车站或物流中心的集装箱管理或物流配送管理,以改善由于 RFID系统多标签碰撞而导致的货物流通缓慢或拥堵问题。     

A Novel Authentication Management RFID Protocol Based on Elliptic Curve Cryptography

The existing RFID (Radio Frequency Identification) security protocol lacks the key establishment mechanism, assuming only that both parties of the authentication protocol have shared their respective session keys. However, key establishment is an integral part of the RFID security system. This article first introduces the elliptic curve related mathematical theory foundation. Then we establish the key negotiation mechanism, and analyze the correctness and rationality of the negotiation mechanism. Finally, we design the authentication protocol based on elliptic curve in mobile RFID system, analyze the protocol authentication process, and compare the security and performance with other protocols, which shows that the authentication protocol has more efficient performance and the ability to resist all kinds of attacks.     

一种自适应的无线射频识别系统中的防冲突算法(英文)

A novel anti-collision algorithm in RFID wireless network is proposed.As it is put forward on the basis of collision tree(CT)and improved collision tree(lCT) anti-collision protocols,we call it adaptive collision tree protocol(ACT).The main novelty of this paper is that the AD strategy is introduced and used in ACT to decrease collisions and improve the tag system throughput.AD strategy means that query strings will divide into two or four branches adaptively according to the label quantity.This scheme can decrease both depth of query and collision timeslots,and avoid producing too much idle timeslots at the same time.Both theoretical analysis and simulation results indicate that the novel proposed anticollision protocol ACT outperforms the previous CT and ICT protocols in term of time complexity,system throughput,and communication complexity.