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射频识别RFID技术因其识别距离远、可靠性高、存储量大、可集成扩展等诸多优点，已经被广泛应用在识别、安保、物流、仓储等领域。随着RFID技术的深入应用和普及，其安全问题越来越多的受到行业内的关注。本文结合公钥密码技术（尤其是椭圆曲线密码技术）的优点以及RFID系统面临的主要安全问题，对面向RFID应用的椭圆曲线密码算法进行了一些新的研究和设计。 本文首先对面向RFID应用的椭圆曲线密码算法进行了分析和轻量化设计，在衡量实现参数的基础之上，选择了适合硬件实现的椭圆曲线域参数;然后根据层次化的实现目标，自上而下的依次优化设计了基于二进制域椭圆曲线实现的蒙特卡洛阶梯点乘算法、轻量化可配置的模乘算法、可配置的模平方算法以及低功耗、可复用的模逆算法。该综合优化实现的椭圆曲线点乘算法，结构简单，内部模块灵活可配置。最终的仿真结果表明本文所设计的椭圆曲线点乘算法运算准确，时钟频率为423KHz时功耗仅为12.4μW，等效门数约为14.0K，1次点乘运算仅需要138K个时钟周期，可以满足RFID轻量化的使用需求，与同类文献设计相比本文实现的点乘算法能够使用不同二进制域椭圆曲线参数进行配置扩展，这可以增强椭圆曲线密码算法应用的灵活性。 在轻量化椭圆曲线点乘算法实现的基础上，本文对RFID系统的安全认证协议也进行了研究和设计。针对读写器与标签端认证与密钥协商的功能需求，本文首先分析了目前射频识别标准中相关认证协议流程的不足。然后对目前基于椭圆曲线密码算法的认证协议进行了优化设计，提出了面向RFID应用的基于ECC算法的改进型Schnorr认证协议流程。该协议安全性高、计算复杂度低，结合轻量化的椭圆曲线密码算法，可以同时满足身份认证和密钥协商等方面的安全需求，显著地提高了RFID系统的安全性能。