物联网(Internet of Things)可以通过无线射频识别、红外传感器、激光扫描仪等信息传感设备,将多个对象连接在因特网中进行信息交换,以达到智能分析和处理的目的。无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)以其成本低廉、无接触式的自动化识别等特点,已成为物联网信息获取的主要手段,并已在智慧医疗、库存管理等领域取得了广泛的应用。虽然RFID系统的开放性为物联网中的信息获取创造了便利,但也增加了人们对RFID系统安全和隐私泄露的担忧。若未经授权的实体获得了系统的通信消息,则将导致系统隐私数据泄露,甚至威胁系统安全,影响系统的可用性。RFID认证可以在通信前确认双方身份的合法性,是保证RFID系统安全的第一步。本文针对RFID系统中的安全和隐私问题,分别设计了适用于智慧医疗系统的轻量级RFID认证方案和适用于库存管理系统的轻量级RFID认证方案。个人健康数据等医疗数据与个人隐私息息相关。因此,适用于智慧医疗环境的轻量级RFID认证方案的设计以系统的隐私保护为目的。为保证系统的数据隐私,方案采用异或、循环移位、二次剩余等操作的组合保护系统隐私信息在公共信道中传输的安全性,同时,存储在云服务器中的数据以加密的形式存储,因此,无论是信道中的攻击者还是半可信的云服务器均无法窃取系统隐私。方案的安全性分析和BAN逻辑形式化证明表明,该方案在实现了系统中实体间安全的双向认证的同时保证了系统隐私数据的安全。此外,本文使用vivado仿真工具对标签执行的运算进行了硬件仿真,结果表明,标签执行的运算均为轻量级运算,适用于资源受限的低成本标签,降低了系统的部署成本。与现有认证方案相比,该方案在系统通信开销增长不大的同时有效保证了系统中隐私数据的安全,适用于智慧医疗环境。系统的部署成本、安全性和可用性是适用于库存管理系统的RFID认证方案设计中需要考虑的几个重要因素。本文提出的适用于库存管理系统的RFID认证方案通过降低系统中标签的计算开销来降低系统的部署成本。在该方案中,标签使用异或、循环移位等轻量级操作的组合混淆机密信息,既保证了信息在公共信道中传输的安全性,又保证了较低的标签计算开销。此外,阅读器无法根据认证消息解出标签的机密信息,有效避免了被攻击者控制的阅读器泄露系统隐私数据,符合库存管理系统的隐私保护需求。为保证系统的可用性,后台服务器中存储了最近一次成功认证时所需的密钥数据,避免了失同步攻击破坏系统的可用性。该方案的安全性分析和BAN逻辑证明表明,该方案满足库存管理系统的安全需求。此外,本文使用vivado仿真工具对方案进行了硬件仿真,结果表明,该方案与现有的超轻量级认证方案开销大致相同,为库存管理系统提供了一个安全的超轻量级认证解决方案。