无线射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术是物联网中信息传感技术之一,是利用无线射频信号实现的非接触式自动识别技术。因为RFID抗污染性好和穿透性强等优势,其已被广泛应用于商业、交通和医疗等场景。然而,由于RFID的非接触通信方式,RFID系统存在各类安全威胁,通常采用安全认证协议来保证RFID系统的安全性。同时,对于低成本的无源标签,现有的安全认证协议难以适应计算和存储资源受限的情况。因此,本文针对RFID系统中安全性难以保障、标签存在的资源受限情况和认证效率较低的问题,提出新型的RFID安全认证协议和RFID群组认证协议,本文的研究内容如下:1.针对低成本标签难以容纳复杂加密算法和超轻量级的逻辑位运算难以保证数据加密的安全性问题,提出一种新的基于SKINNY的轻量级RFID安全认证协议。首先,对轻量级分组密码SKINNY的轮函数进行扩展,使其S盒能够符合EPC标准的96位编码标签进行数据加密。然后,将协议分为初始化阶段、标签识别阶段、相互认证阶段和更新阶段进行设计,并用GNY逻辑证明本协议能够实现标签与阅读器的双向认证。安全分析表明,本协议能够抵抗重传攻击、去同步攻击和跟踪攻击等常见的RFID系统安全威胁。最后,通过性能分析和仿真实验表明本协议在保证安全性的前提下具有较低的性能开销和较高的运行效率。2.针对大量标签逐个认证效率较低和群组标签无法高效动态分配群组ID的问题,提出一种新的基于布隆过滤器的轻量级RFID群组认证协议。首先,本协议引入状态标记机制和布隆过滤器来对标签高效地分配群组ID,以解决轮询机制和单播传输群组ID造成的信息重复传输问题,并矫正在标签状态转移中由于布隆误报率而导致的误标记问题。然后,阅读器收集标签的所有响应来生成用于验证的群组证明,以保证群组认证协议的可伸缩性,并用攻击者模型证明本协议能够保证认证的安全性。最后,给出分组时间开销关于布隆过滤器参数的最优解推导公式,通过性能分析表明本协议在满足可伸缩性和安全性下具有较低的性能开销和较高的运行效率。3.本文结合以上两种轻量级安全认证协议,设计并实现了RFID安全认证原型系统。首先,构建系统设计方案以满足要求:1)在商品的生产,加工和销售环节中采用单标签认证模式;2)在商品的仓储和运输环节中采用群组标签认证模式。然后,对本文提出的两种认证协议进行实现。最后,通过系统测试,表明本系统能够实现对单个标签和群组标签的安全认证。