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RFID安全协议及加密算法研究

2020-12-10阅读(658)

RFID安全协议及加密算法研究

论文摘要

无线射频识别技术(RFID)作为新兴的一种自动识别技术,近年来其独特的技术优势已受到了业界的广泛关注,被认为是未来的产业明星。但要使RFID技术进一步在社会中推广并让它为大众所认可和接受,RFID的安全保护机制必不可少。它就像一扇防盗门将恶意攻击挡在门外,为系统的正常运行和系统信息的完整性、秘密性提供保障。本文详细分析了国内外RFID技术和RFID安全协议的发展现状。阐述了一个完备的RFID安全协议应该具备认证性、秘密性和完整性,且具有能抵抗多种攻击的能力。对现有RFID安全协议的安全性质、抗攻击能力、存储量和通话量等指标进行了对比。本文将多密钥加密的思想与RSA算法相结合改进了多密钥加密算法,用C语言对其加解密过程进行了仿真。并在对RFID门禁系统的安全缺陷分析的基础上,第一次将这种多密钥加密算法运用于RFID安全协议中,实现了前向安全性和不可预测性,对重传攻击、假冒/复制攻击、信息篡改攻击和插入攻击都具有抵抗能力。并对这种新型的RFID安全协议,进行了GNY逻辑分析和抗攻击能力的分析。从商场的实际应用角度出发,本文还改进了一种可变的RFID安全协议流程,并将密钥矩阵加密算法运用其中。该安全协议根据标签的三个不同阶段的应用特点采用了不同的协议流程,满足了各个阶段的安全需求。对协议的GNY逻辑分析和抗攻击能力分析的结果说明了,此安全协议的确具备抵御攻击者对系统恶意攻击的能力。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 RFID 概述
  • 1.1.1 RFID 的定义
  • 1.1.2 射频识别系统的构成
  • 1.1.3 RFID 系统的核心技术
  • 1.2 选题背景
  • 1.2.1 市场对RFID 技术的需求
  • 1.2.2 RFID 安全保护技术的重要性
  • 1.2.3 在项目中对安全机制重要性的体会
  • 1.3 本文所做的工作
  • 第二章 目前RFID 安全机制的研究成果
  • 2.1 RFID 系统所面临的外部攻击
  • 2.1.1 不同的攻击手段
  • 2.1.2 不同的攻击目标
  • 2.2 目前RFID 安全机制所采用的实现方法
  • 2.2.1 基于物理方法的硬件安全机制
  • 2.2.2 基于密码技术的软件安全机制
  • 2.3 GNY 逻辑
  • 2.3.1 GNY 逻辑概述
  • 2.3.2 GNY 逻辑的语法和语义
  • 2.3.3 GNY 逻辑的基本原理
  • 第三章 RFID 安全协议的分析和多方面性能对比
  • 3.1 对RFID 安全协议进行分类
  • 3.1.1 认证协议
  • 3.1.2 认证&密钥交换协议
  • 3.2 对现有安全机制缺陷的分析
  • 3.2.1 硬件安全机制的缺陷
  • 3.2.2 软件安全机制的缺陷
  • 3.3 几种RFID 安全协议的性能对比
  • 3.3.1 安全协议的安全性质分析
  • 3.3.2 安全协议的抗攻击能力分析
  • 3.3.3 安全协议的存储量对比
  • 3.3.4 安全协议的通话量对比
  • 第四章 基于多密钥加密算法的RFID 安全协议设计
  • 4.1 RFID 门禁系统在安全机制方面的缺陷
  • 4.1.1 RFID 门禁系统安全缺陷分析
  • 4.1.2 RFID 门禁系统攻击实验
  • 4.2 多密钥加密算法的算法与安全性证明
  • 4.2.1 多密钥加密算法
  • 4.2.2 安全性证明
  • 4.3 用C 语言对多密钥加密算法仿真
  • 4.4 基于多密钥加密算法的安全协议
  • 4.4.1 存在缺陷的安全协议
  • 4.4.2 改进后的安全协议
  • 4.4.3 安全协议的优缺点分析
  • 4.5 安全协议的GNY 逻辑形式化分析
  • 4.5.1 协议中成立的命题
  • 4.5.2 形式化分析
  • 4.6 具有安全机制的一次会话流程图
  • 4.7 安全协议抗攻击能力分析和实验
  • 4.7.1 安全协议抗攻击的能力分析
  • 4.7.2 具有安全机制的RFID 系统攻击实验
  • 4.8 小结
  • 第五章 基于密钥矩阵的可变RFID 安全协议
  • 5.1 从实际应用出发研究RFID 系统的安全需求
  • 5.1.1 目标本体
  • 5.1.2 功能本体
  • 5.1.3 技术本体
  • 5.2 密钥矩阵的加密原理和数值实验
  • 5.2.1 寻找合适的密钥矩阵
  • 5.2.2 数值实验
  • 5.3 协议流程
  • 5.3.1 商品销售前标签的安全协议
  • 5.3.2 商品销售时标签的安全协议
  • 5.3.3 商品售后标签的安全协议
  • 5.3.4 安全协议的优、缺点分析
  • 5.4 协议的GNY 逻辑形式化分析
  • 5.4.1 商品销售前标签的安全协议的GNY 逻辑形式化分析
  • 5.4.2 商品结算时标签的安全协议的GNY 逻辑形式化分析
  • 5.4.3 商品出售后标签的安全协议的GNY 逻辑形式化分析
  • 5.5 具有安全机制的一次会话流程图
  • 5.6 安全协议抗攻击能力分析
  • 5.6.1 不可预测性
  • 5.6.2 前向安全性
  • 5.6.3 重传攻击
  • 5.6.4 假冒攻击/复制攻击
  • 5.6.5 信息篡改攻击
  • 5.6.6 插入攻击
  • 5.7 小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 论文总结
  • 6.2 前景展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 读研期间研究成果

    • 相关论文文献

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