使用云数据库作为服务器的RFID安全认证协议设计研究-论文.pdf

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1、第l5卷第l6期2015年6月科学技术与工程Vo1．15No．16]un．20151671—1815(2015)16—0084—07ScienceTechnologyandEngineering⑥2015Sci．Tech．Engrg．使用云数据库作为服务器的RFID安全认证协议设计研究温聪源曾致远徐守萍(广东金融学院，广卅I510520)摘要针对射频识别(RFID)网络的安全性，提出了一种以云数据库为服务器的安全、有效且可扩展的RFID认证协议(CRFID)。首先，使用树结构管理标签实现隐私保护，将RFID系统搜索云数据库的时间复杂度由0(Ⅳ)减少到O(1gN)；然后，通过将

2、RFID标签的密钥路径中每个子项的大小从4位增加到60位，以阻止跟踪攻击；最后，读写器通过标签的反馈消息来判断标签中存储的密钥是否更新，从而阻止去同步攻击。仿真结果表明，该方案在降低搜索复杂度的同时，大大地提高了密钥路径的安全级别。关键词射频识别云数据库时间复杂度去同步攻击跟踪攻击中图法分类号TP393．08；文献标志码A射频识别(radiofrequencyidentification，RFID)服务器，所以攻击者无法通过无意义的消息来获取系统近年来备受关注，其最初用于军事用途，现在已标签的详细信息。然而，由于标签每次对相同的哈逐步取代光学条形码系统。相比于条形码系统，射希

3、值都有响应，攻击者若再次接受到相同的哈希值频识别系统具有几个优点，如云数据管理、并行处时就能够成功跟踪该标签。理、存取时间短、长距离非接触式传感以及可重写针对RFID系统的安全性问题，系统可以执行等。RFID系统非常方便并且效率很高，已在许多多种类型的逻辑运算，比如模加运算、移位运算、位方面得到应用，如供应链，汽车门锁，产品销售，以及操作和伪随机数生成运算。此外，最新的研究中还电子护照等。RFID系统由三个部分组成：电子标签使用了对称加密、单向哈希函数和AES加密等(发送器)、保存标签关联信息的后端数据库服务器方法J。和RFID读写器(接受器)，通过无线连接方式进行RFID系

4、统最常见的攻击是跟踪和去同步标签的扫描和数据库的查询J。后端数据库服务攻击。器允许所有的RFID读写器访问，并且具备很强的跟踪攻击：由于非接触的访问方式，读写器可以并行计算能力，以此满足所有读写器同时查询。后自由地扫描未作保护的标签。如果标签每次返回的端服务器，也称为云数据库，在计算和存储信息的同数据都相同，就有可能产生隐私泄露问题，也就是说时，还保存哈希值或身份码与密钥的对查表。后端标签被攻击者跟踪。例如，当图书馆一本书的标签服务器的一个重要功能就是密钥管理。从标签到读被攻击者跟踪，借书人的隐私就有可能受影响。写器以及从读写器到服务器之问的信息传输是公开去同步攻击：为了防止

5、由于标签总是返回相同的，如果存储在标签的信息不通过适当的安全措施的消息而被跟踪攻击，系统每隔一段时间需要对标进行保护，则可能会存在风险J。比较简单的安全签和后端数据库进行同步并刷新认证密钥。刷新密发送数据的方法就是标签发送无意义的消息，即哈钥后，标签和读写器都会保存新的密钥用于下一次认证过程，也就是说同步后标签会返回不同的消息。希值或数据加密。当有效的读写器获取无意义的消息时，可以通过后端服务器来搜索标签身份和关联因此，如果攻击者中断更新过程，标签将不能更新密的详细信息J。而无效的读写器不能连接到后端钥，当下一次扫描时，标签使用的密钥和读写器不一样，读写器就会禁止标签的认证请

6、求，从而删除该标2014年6月6日收到国家自然科学基金(61075019)签的功能。在某些应用中，这种攻击非常严重。例和广东省科技厅产学研项目(2012B090700022)资助如，一个贵重物品的标签与后端数据库不同步后，该第一作者简介：温聪源(1978一)，男，广东揭西人，硕士，实验师。研物品被偷走也不会触发RFID的安全警报系统。究方向：云计算、计算机网络、虚拟化等。E-mail：wencyged@为了保护标签的隐私，文献[7]提出了一种隐163．com。私保护认证(PPA)，直接在云数据库中维护所有标16期温聪源，等：使用云数据库作为服务器的RFID安全认证协议设计研究

7、85签的密钥。由于云数据库必须存储大量的密钥，所决这个严重缺点，在算法的步骤8中设一只计了一种通以PPA方法是不可扩展的。文献[8]提出了一种简讯过程，CRFID读取协议如下：单的防止跟踪攻击的解决方案，然而其后端数据库1·R—T：请求，nl；n14--{1}搜索时间复杂度为O(N)，其中Ⅳ是标签数量，在大2．：u={／Z2，H(／Zllln2lk0])，日(nlln2lI[1])，⋯型RFID系统中效率很低。文献[9一l1]提出了几--，(n-llklEd一1])，H(n1lln2)}；n24{1}月