RFID(射频识别)是物联网中用于标识物品的非接触式自动识别技术,RFID已成功地应用到各个领域,包括供应链管理、远程医疗、智能交通、仓储管理和食品安全等,受到人们的广泛关注。然而,RFID系统中开放的通信链路使RFID系统变得更容易受到各种类型的攻击,例如信息泄露、欺骗、跟踪等。因此,研究RFID系统安全认证与隐私保护技术具有重要意义。目前人们提出了很多基于哈希函数、对称密码和公钥密码的RFID认证协议。其中,基于公钥密码的认证协议,密钥管理灵活、安全性强,已成为当前的研究热点。这些协议大多数都未能兼顾系统的安全性和标签的硬件成本问题,导致协议无法在RFID系统中大规模使用。为了解决这些问题,本文对基于公钥的低成本RFID认证协议进行了研究与分析,并取得如下成果:首先,本文主要针对RFID系统的安全和性能问题,设计了一种基于椭圆曲线密码体制(ECC)的适合于低成本标签的认证协议。该协议完成了阅读器和标签之间的互相认证,保证了RFID通信系统的安全,降低了用于标签上复杂运算的计算量和存储量。该方案解决了标签秘密值更新问题,避免了标签上的倍点运算。其次,在以上认证方案基础上,设计了一种基于ECC的低成本RFID群组标签的认证协议,协议完成了阅读器与批量标签的之间的相互认证,并在协议认证过程中能够识别不合法的标签,将其反馈给用户。该方案解决了批量标签认证时出现的耗时高、效率低、安全性差等一系列问题,有较好的安全性和实用性。然后,使用BAN逻辑推理规则对以上两个方案进行了形式化分析,且利用AVISPA分析工具,结合HLPSL语言对协议的安全性进行了检测,另外,将本文方案与近几年的同类协议进行了安全性和性能方面的对比,结果表明协议是安全的和有效的。最后,考虑到低成本标签的硬件资源消耗问题,对协议中RFID标签的资源消耗进行了仿真分析。根据两个协议可知,标签上的主要资源消耗来自于哈希函数和大数乘法,为验证标签上的资源消耗,本文对协议中选用的轻量级哈希函数PHOTON-128/16/16和16×128乘法器进行了硬件逻辑结构设计与分析,并采用Vivado仿真工具对哈希算法和乘法器进行了仿真综合,得出了其硬件资源消耗情况。结果表明,协议在标签上的资源消耗满足低成本的要求。