主动式RFID防碰撞算法及安全认证机制研究

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无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是利用射频频段实现非接触双向通信进行识别和数据交换的一种自动识别技术。根据射频标签的数据调制方式可分为主动式和被动式,相对被动式RFID,主动式RFID技术具有通信距离远,数据容量大、读写速度快等优点。近年来,随着IC技术的发展及成本的降低,主动式RFID成为研究热点,而标签防碰撞算法和安全认证协议设计仍是主动式RFID技术研究两项关键技术,也是研究的热点课题。本论文主要针对主动式标签识别存在的碰撞问题和系统的防伪安全,重点研究了主动式RFID的防碰撞算法和安全认证协议。本文所做的主要工作如下:(1)阐述了课题研究的背景和意义,分析了RFID发展现状.RFID防碰撞算法研究进展及安全认证协议的研究现状;然后对射频识别系统的基本组成、工作原理以及数据完整性和安全性做了详细介绍;最后具体分析了三种典型的主动式RFID防碰撞算法的性能及特点。(2)提出了一种基于能量分簇(Energy-Based Clustering,EBC)的主动式防碰撞机制。该机制是利用阅读器接收到的主动式标签的传输功率大小,对距离阅读器周围的主动式标签做簇群分类,每个簇群内远近的标签是通过调整阅读器接收来自于标签所发出的能量信号强弱进行辨识的。本文利用EBC机制融合现有的主动式防碰撞算法进行实验仿真,结果表明了基于EBC机制的防碰撞算法有效的提高了主动式RFID系统的吞吐量;并且在系统业务量较多时,可显著减少系统平均传输时延。(3)提出了一种具有防碰撞功能的主动式RFID安全认证机制。该机制是在现有的安全认证协议基础上,结合了主动式防碰撞算法进行设计的。通过防碰撞性能比较和安全性分析表明,具有防碰撞功能的主动式RFID安全认证协议不仅能有效地解决标签的碰撞问题,而且也保证了系统的安全性。
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