基于公钥的低成本RFID认证新技术

RFID is a key technology in the Internet of things to identify things automaticly by a non-contact method. But the open wireless links between RFID tags and their readers are easily subject to various attacks, which affects the security of RFID applications. Hence, the research on RFID authentication is very significant. The public key based RFID authentication is superior to the single key based RFID authentication in expanding the scale and the service style of RFID applications, but the traditional public key cryptography does not fit the low cost RFID tags because of the limitation of source consumption and computation capability. In this proposal, new technologies of public-key based low-cost RFID authentication will be deeply researched, including the public key management and dynamic authority for RFID authentication, new types of public key cryptography facing low cost RFID authentication, The public key based low cost RFID authentication protocol and its hardware implementation. At the same time, the above algorithms and protocols will be simulated and analyzed. The foresight, exploration and originality of the research are very strong. The application prospects of the research are wide. The research provides some supports in fundamental theory and application technology for increasing the security and flexibility of RFID authentication, solving the security management bottleneck problems of large scale tags and expanding the scale and the service style of RFID applications.

RFID是物联网中采用非接触方式实现物品标识的一项关键技术，然而RFID标签和读写器之间开放的无线链路很容易遭受各种攻击，严重影响了RFID应用的安全，因此开展RFID认证技术的研究具有重要意义。基于公钥密码来实现认证对于扩展RFID应用规模和提供服务的形式来说都明显优于对称密码技术，但在资源消耗和计算能力上的限制使传统公钥密码技术不适合低成本RFID标签。为此，本项目将深入研究基于公钥的低成本RFID认证新技术，具体包括RFID认证的公钥管理与动态授权方法、面向低成本RFID认证的新型公钥密码算法、基于公钥的低成本RFID认证协议及其硬件实现技术等。同时，对上述设计的算法和协议进行仿真验证与分析。课题研究的前瞻性、探索性和创新性强，应用前景广阔，为提高RFID认证的安全性和灵活性，解决大规模使用标签的安全管理瓶颈，扩展RFID应用范围和提供服务的形式等，提供基础理论和实用技术支持。

RFID是物联网中采用非接触方式实现物品标识的一项关键技术，RFID标签广泛的应用于生产、销售、物流、医疗、交通、跟踪、定位等领域中。而低成本的RFID标签在接入控制、存货控制、行李跟踪、产品追踪等领域中的应用已经越来越普及。然而RFID标签和读写器之间开放的无线链路很容易遭受各种攻击，严重影响了RFID应用的安全。基于公钥密码来实现RFID认证可以充分发挥其在密钥管理方面的灵活性，可有效提高RFID应用规模和提供服务的形式，是一个重要研究方向。本项目针对低成本RFID标签在资源消耗和计算能力上严重受限，从而无法直接使用传统公钥密码技术设计认证协议的核心问题，对基于公钥的低成本RFID认证新技术进行了系统的研究。明确了RFID认证的基础性问题，包括低成本标签的资源限制、最小密码配置需求和基于云的RFID系统的新的安全需求；提出了适合RFID认证环境的公钥管理方式；基于二次剩余困难问题、ECC密码体制、NTRU密码体制和身份识别等公钥密码技术针对传统RFID系统和基于云的RFID系统设计了9种安全高效的满足不同指标的低成本RFID认证协议及所有权转让协议，其中对双向认证、抗去同步攻击、抗拒绝服务攻击和保护移动阅读器位置隐私等问题进行了重点研究；设计了适合低成本RFID认证系统的公钥密码算法，尤其是设计了低汉明重量的基于二次剩余系列密码算法；对RFID认证协议硬件实现进行了优化设计与实现，并在FPGA开发平台上进行了仿真测试与分析。项目执行期间发表论文36篇，其中SCI检索23篇，EI检索11篇，引用次数总计39次，申请的发明专利11项，其中授权专利3项，毕业的博士和硕士16人，其中5名博士生走上了教师岗位。本项目研究成果在军用和民用领域都有十分广阔的应用前景，为提高RFID认证的安全性和灵活性，解决大规模使用标签的安全管理瓶颈，扩展RFID应用范围和提供服务的形式等，提供基础理论和实用技术支持。