rfid系统防碰撞与安全认证协议研究

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1、RFID系统防碰撞与安全认证协议研究第一章绪论1.1研究背景及意义近年来，射频识别技术是一项很有发展前景的自动识别技术。由于RFID系统能够非视距识别和承受恶劣物理环境，而且保持一定成本情况下能够高效率识别多个标签。因此它克服了包括条形码系统、智能卡以及生物测定学等其他自动识别技术的不足。RFID可以很容易地把各种物品的信息发送到移动网络节点，这些移动网络节点可以跟踪、监视，并能够触发动作，或者是响应动作请求[1]。从信号的传输方式来看，RFID技术在低频范围内主要是基于变压器耦合模型，在高频范围内主要基于雷达探测目标的空间耦合模型。在1948年期间，美国

2、学者斯克托曼发表了一篇题目为利用反射功率的通信的文章中定义了RFID技术。射频识别技术的发展按时间段划分成以下几个阶段[2]：（1）从1940到1950年，雷达技术的不断改善推动了射频识别技术的发展，其中在1948年定义什么是射频识别技术。（2）从1950到1960年，这十年为射频识别技术的早年摸索时期，基本上处在实验室研究阶段。（3）从1960到1970年，射频识别技术的理论基础有了很大的发展，并且逐步地将部分技术投入到一些应用场景中。（4）从1970到1980年，开始有大量的公司和研发机构研究射频识别相关的产品，更进一步推动了射频识别技术的发展，并且在

3、这十年间射频识别不断扩展它的应用场景。（5）从1980到1990年，这十年期间射频识别技术开始被大量公司与政府投入到商业模式中进而产生利润。（6）从1990到2000年，学者重点关注射频识别技术标准规范，射频识别的相关产品得到了广泛应用并且逐步融入到社会生活之中。（7）2000年之后，研究人员更加重视RFID的标准规范，射频识别相关产品的种类更为多样。电子标签也都得到了一定发展，电子标签制作成本也在不断降低，产业规模不断地壮大。多个电子标签同时被识别、无线即可写也可读以及适合于高速移动物体上的RFID技术与相关产品也逐步的现实和得到了广泛应用。随着相关技术

4、的不断发展、进步与完善，射频识别技术逐步被投入到商业中去，RFID相关行业必定会成为国家经济新的增长点。.........1.2国内外研究现状目前，RFID技术在欧美、日韩国等国家与地区已经被广泛地应用到智能化家居、智能交通、证件或票务认证和门禁管理等领域。其中，韩国早在1996年就在其首都的600多辆公交汽车上安装使用了电子月票的RFID系统；欧洲的一些航空公司开始将射频卡作为飞机票来使用，不仅给航空公司带来利润而且提供服务质量；日本和美国一些汽车公司开始运用射频识别技术来解决汽车防盗问题。另外，全球一些著名的公司例如日立（HITACHI）、恩智浦半导体

5、（NXP）德州仪器（TI）、德国的SAP和国际商业机器公司（IBM）等在RFID技术包括软件和硬件的研发和将RFID技术投入商用上都是走在世界前列的位置。早在2004年IBM宣布将在未来五年内投入2.5亿美元用于RFID技术的研发。投资包括在全球创建三个新的RFID实验室，以及将IBM芯片应用到读写器中。IBM不仅涉及RFID技术基础研发还在近期推出了两款整合了RFID技术的基于A关键技术的新Aloha防碰撞算法.....243.1分组动态帧时隙Aloha的分组原则......243.2CD-GDFSA算法的基本设计思想........253.3CD-GD

6、FSA算法的执行步骤.......253.4仿真结果....273.5本章小结....29第四章新的轻量级双向认证协议:PUF-LMAP+.....314.1改进的LMAP+............314.2PUF....324.3新的轻量级安全认证协议PUF-LMAP+........334.4PUF-LMAP+安全性分析......364.5软件仿真.....384.6本章小结.....40第五章新的具有防碰撞功能的安全认证协议..........425.1具有防碰撞的安全认证协议设计..........425.2融合协议的设计思路..........

7、..435.3融合协议性能分析.......455.4本章小结.....52第五章新的具有防碰撞功能的安全认证协议安全认证与防碰撞是射频识别技术研究中的两个热点问题，本文将安全认证与防碰撞进行融合，在安全认证协议中引入码分多址技术，码分多址技术是能够解决射频识别的防碰撞问题的。新融合的协议既能够动态更新密钥也能够通过重新选随机数来确定新扩频码序列，来解决多个标签传输信息会产生相互碰撞而造成读写器不识别标签的问题。5.1具有防碰撞的安全认证协议设计码分多址是一种信息传输方式，就是指将待传输信息的带宽扩展成很宽频带后进行传输的通信手段；扩频传送数据过程和所传数

8、据无关；在接收端使用相应扩频码序列进行相关解扩恢复数据。由于码分多