随着射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统的不断深入发展,RFID技术已经广泛地被应用于商业、军事、生活等各个方面。然而,因为RFID系统使用开放性信道进行通信、系统中标签芯片资源有限等原因,导致了多种安全隐患。因此数据与信息的安全成为RFID系统的重要问题之一。本文首先介绍了RFID系统的结构、工作流程以及其在各个行业中的应用。总结了RFID系统的安全性需求及其面临的大多数安全问题,阐述了现有的RFID安全机制并对其中几个典型的hash认证协议进行了详细的分析。在此基础上,针对大型分布式RFID系统中无线连接的读写器、标签、服务器间需要相互认证以及更新ID没有防冲突机制等问题,本文提出了基于hash函数的双向匿名认证协议。协议通过使用标签伪ID,标签认证值,读写器认证数值和随机数的hash运算,完成标签、读写器、认证服务器之间的认证,其中标签伪ID、标签认证数值和读写器认证数值可以动态更新,并且更新后的伪ID具备防冲突和数据同步机制。本文依照BAN逻辑规则对新协议建立理想化模型,然后对协议进行形式化分析,证明了协议的正确性和可靠性,再利用AVISPA标准形式化自动分析工具验证了新协议的安全性,分析结果表明新协议可有效抵抗信息窃听、重放攻击、失同步攻击等已知的大多数攻击,有效的保证了RFID系统中数据和隐私的安全。最后通过硬件平台对新协议的功能性进行测试与验证,在ISO18000-6C协议的框架下加入本文安全认证,最终实现了服务器、读写器与电子标签间的匿名认证,为将该安全协议应用于大型分布式系统提供了理论基础与实验依据。