【摘 要】
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传感、网络以及大数据技术的成熟与进步极大地降低了信息收集、传输和处理的成本,使得物联网技术在社会生活中运用愈发广泛。RFID是物联网核心识别技术之一,低成本RFID标签由于其性价比高、体积小、适用性高等优点,被广泛应用于医疗、物流、自动支付等各个领域。RFID系统安全性直接影响采集信息的真实性,从而影响整个物联网架构的稳定。为满足低成本RFID标签存储、计算资源的限制,相关研究者提出了众多轻量级以
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传感、网络以及大数据技术的成熟与进步极大地降低了信息收集、传输和处理的成本,使得物联网技术在社会生活中运用愈发广泛。RFID是物联网核心识别技术之一,低成本RFID标签由于其性价比高、体积小、适用性高等优点,被广泛应用于医疗、物流、自动支付等各个领域。RFID系统安全性直接影响采集信息的真实性,从而影响整个物联网架构的稳定。为满足低成本RFID标签存储、计算资源的限制,相关研究者提出了众多轻量级以及超轻量级安全协议。但现有超轻量级安全协议存在以下问题:一是计算复杂度低的超轻量操作难以保证秘密参数的机密性和完整性;二是现有协议框架难以应对某些特定攻击,如多次重放攻击;三是现有协议依赖于某些特定条件,如可信第三方(TTP),适用性低。如何在满足RFID标签低成本需求的前提下保证RFID系统的安全,是产业界和学术界均关注的问题。本文针对现有安全协议的不足,提出新的超轻量混淆操作并以此设计超轻量安全协议,主要研究成果如下:(1)通过分析现有超轻量安全协议的弱点,针对现有超轻量级混淆操作的不足,提出新的超轻量级混淆操作Mix Per(*,*),该操作具有不可逆性、非线性性、高敏感性以及低复杂性。(2)基于混淆操作MixPer(*,*)提出超轻量级双向认证协议MPIA,利用巧妙的截取操作降低了协议通信开销;通过记录并校验上次成功的双向认证所用的随机数,能有效的抵抗多次重放攻击;讨论针对UMAP协议族的复杂去同步攻击的可能改进方案。(3)基于混淆操作MixPer(*,*)提出超轻量级权限转移协议MPPT,该协议不依赖于TTP以及PUF函数。在保证安全性的前提下,该协议具有良好的适用性以及较少的通信量。(4)对本文安全协议进行理论分析与仿真实验。仿真实验表明,基于本文协议的仿真RFID系统对常见攻击具有良好检测能力并能应对常见异常情况,验证了本文安全协议具有良好的有效性以及可用性。
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