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无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种通过射频信号实现非接触式能量传递和数据传输的自动识别技术。RFID因为其自身的优点,已经被广泛运用到商业自动化、工业自动化、交通运输等众多领域,如智能交通控制系统、门禁系统、仓储管理、畜牧管理等。然而RFID技术给人们的生活带来便利的同时,其存在的安全隐患也逐渐暴露。攻击者可以通过截取无线射频信号对RFID系统进行各种各样的攻击,比如克隆攻击、拒绝服务攻击和重放攻击等,这给RFID系统的安全造成了巨大的隐患。本文对现有的RFID安全认证协议进行研究与分析,针对标签计算能力有限和认证效率不高等问题,提出了新型RFID认证协议。主要的研究内容如下:1.提出了一种轻量级的RFID安全认证协议。由于无源RFID标签本身的计算能力和存储能力受到自身硬件的限制,无法运行计算量大的加密算法。本文研究把物理不可克隆技术和轻量级密码技术相结合,提出了一种轻量级的RFID标签防伪认证。该认证协议主要由相互识别阶段、相互认证阶段和密钥更新阶段组成。在该协议中,在每一次认证结束之后,都会对后端服务器和标签的标识和密钥进行更新,以提高RFID系统安全的健壮性。理论分析与实验结果表明该轻量级的RFID安全认证协议能有效抵制常见攻击。2.提出了一种基于多证明交互模式的RFID安全认证协议。在大型的RFID系统中,经常会遇到多个标签同时参与认证的情况,如果此时不是对多个标签逐个进行防伪认证,而是同时进行多标签验证,可以极大地减少标签和阅读器认证过程中的计算与通信开销。基于此,提出了一种基于多证明交互模式的RFID安全认证协议。在该协议中,阅读器首先把读取到的多个标签的信息进行聚合,形成一个协同签名,然后后端服务器对这个协同签名进行验证。理论分析与实验结果表明基于多证明交互模式的RFID安全认证能有效提高RFID系统认证效率,保障RFID系统安全认证的高效性。3.设计与实现了基于RFID安全认证协议的防伪认证系统。面向食品安全溯源应用领域,结合轻量级的RFID安全认证协议和多证明交互模式下的RFID安全协议,设计与实现了基于RFID安全认证协议的防伪认证系统,该系统可以根据标签的数量自动选择认证协议,并进行标签的防伪认证。