射频识别(RFID)是一种以非接触的方式使用无线射频信号实现物品识别的技术,其中超轻量级标签,价格低廉,非常适合大规模应用,受到人们越来越广泛的关注。用户通过购买云数据库服务的方式来搭建RFID系统,不仅可以减少数据库维护成本,还可以使系统更加灵活成为未来发展方向。然而在RFID系统中,阅读器与标签之间采用无线链路通信,极易受到攻击,同时云服务提供商也可能会窃取和泄露用户隐私,因此用户数据也必须加密储存。另外,随着物联网应用的发展,RFID标签的所有权随着物品交易会不可避免的发生转移,交易双方既要保证转移过程的安全性,又要保证原拥有着不能再读取标签数据而新拥有者不能获取原所有者交易隐私。针对这些问题,本文对基于云的超轻量级RFID标签认证及所有权转移协议进行了深入研究,并取得了如下成果。首先,针对超轻量级RFID标签资源及其有限的特点,采用滤波生成器结构设计了一种32位伪随机数产生器PRNG,相比于传统方案中随机数产生器多为线性结构的情况,这类方案可以大幅度的提高安全性。其中所使用的非线性布尔函数基于M-M类构造,满足严格雪崩特性SAC和良好的全局雪崩指标GAC,具有严格几乎最优的非线性度,可最大限度的提高PRNG的安全强度,而所使用的线性反馈移位寄存器则选取了抽头相对较少的一个32位本原多项式构造。然后,设计了一个基于云的超轻量级RFID认证协议。在该协议中使用了三种超轻量级运算组件以适应超轻量级标签的资源需求,同时提出了在云中加密储存数据的检索和完整性检测方案以应对云数据库服务提供商的不可信。基于BAN逻辑证明了协议的安全性。对所使用的运算组件的硬件逻辑仿真表明,协议满足低成本轻量级要求。最后,在认证协议的基础上,设计了一个基于云的超轻量级RFID所有权转移协议。该协议中所有权发生转移后,旧阅读器不能再读取标签数据而新阅读器也不能获取旧阅读器交易隐私,基于BAN逻辑证明了协议的安全性。