圖4 讀寫(xiě)器認(rèn)證過(guò)程
�。�2） 獲得標(biāo)簽的TagID
如圖5所示,在讀寫(xiě)器認(rèn)證后,射頻標(biāo)簽響應(yīng)認(rèn)證的讀寫(xiě)器Hash(TagID)。當(dāng)讀寫(xiě)器接收到Hash(TagID)值時(shí),它會(huì)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)通信并尋找數(shù)據(jù)對(duì)(TagID,Hash(TagID)),讀寫(xiě)器就會(huì)獲得相應(yīng)的TagID。即使Hash(TagID)值被竊聽(tīng)了,當(dāng)標(biāo)簽向外發(fā)送其值時(shí),竊聽(tīng)者也不會(huì)知道Hash的值。因?yàn)楦`聽(tīng)者無(wú)法確定TagID與Hash(TagID)之間的相互關(guān)系。
圖5 獲取射頻標(biāo)簽的TagID
（3） 在射頻標(biāo)簽存儲(chǔ)器里更新認(rèn)證讀寫(xiě)器的ReaderID
當(dāng)一個(gè)物體從一個(gè)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)到另一個(gè)倉(cāng)庫(kù)時(shí),被認(rèn)證的讀寫(xiě)器將從先前倉(cāng)庫(kù)的讀寫(xiě)器改變?yōu)楫?dāng)前的讀寫(xiě)器。這個(gè)過(guò)程如圖6所示。讀寫(xiě)器獲得Hash(TagID)的值并傳給后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)通知存儲(chǔ)在標(biāo)簽里的ReaderID更新。相應(yīng)地,數(shù)據(jù)庫(kù)尋找出New ReaderID并把它傳給讀寫(xiě)器。當(dāng)讀寫(xiě)器接收到New ReaderID時(shí),讀寫(xiě)器把該值與Old ReaderID“異或”,并把“異或”值發(fā)送給射頻標(biāo)簽。標(biāo)簽?zāi)軌驈摹爱惢颉敝岛蚈ld ReaderID中得出New ReaderID,最后ReaderID被更新。
在ReaderID更新過(guò)程中,即使“異或”值被泄露,敵人也不能獲取New ReaderID。因?yàn)椴荒塬@取Old ReaderID,因此防止了哄騙。
2.3 改進(jìn)方法分析
�。�1） 防止竊聽(tīng)
在認(rèn)證過(guò)程中,即使敵人竊聽(tīng)到讀寫(xiě)器的輸出a(k),也不能在下一步獲得認(rèn)證。因?yàn)槊恳徽J(rèn)證過(guò)程中需要的a(k)值是變化的。前一次認(rèn)證的a(k)值對(duì)于后一次認(rèn)證來(lái)說(shuō)是無(wú)意義的。
認(rèn)證完后,射頻標(biāo)簽輸出Hash(TagID)而不是TagID。因?yàn)镠ash方程很難求其反函數(shù),所以敵人捕獲到輸出Hash(TagID)值,也不能得到TagID的值。
當(dāng)射頻標(biāo)簽要更新存儲(chǔ)器的ReaderID時(shí),所更新的ReaderID是經(jīng)過(guò)舊的ReaderID加密過(guò)的,也防止了竊聽(tīng)。
總之,上述改進(jìn)方法即使在讀寫(xiě)器和射頻標(biāo)簽之間的通信遭遇到敵人的竊聽(tīng)時(shí),也是安全的。
�。�2） 防止跟蹤
射頻標(biāo)簽對(duì)敵人是屏蔽的,只對(duì)被認(rèn)證的讀寫(xiě)器響應(yīng)。而且,如上所述,敵人是無(wú)法偽造認(rèn)證讀寫(xiě)器的。因?yàn)闆](méi)有標(biāo)簽輸出,所以敵人不能通過(guò)跟蹤標(biāo)簽來(lái)跟蹤客戶(hù)剛付費(fèi)買(mǎi)的是什么。位置隱私及客人攜帶的物品得到了保護(hù)。
�。�3） 低計(jì)算負(fù)載
該改進(jìn)方法運(yùn)算速度快,成本低。當(dāng)要從N個(gè)已知的射頻標(biāo)簽中識(shí)別出一個(gè)時(shí),讀寫(xiě)器只需要執(zhí)行1次Hash操作和N次ID搜索,而隨機(jī)讀取控制Hash鎖方法至少需要N次Hash操作和N次ID搜索。顯然在同一安全級(jí)上,所提出的改進(jìn)方法計(jì)算負(fù)載顯著降低;而且認(rèn)證過(guò)程是依賴(lài)于N個(gè)已知的標(biāo)簽ID和1個(gè)Hash鎖方程,因此隨著標(biāo)簽的數(shù)量增多,計(jì)算負(fù)載緩慢增大。
（4） 適用于大量射頻標(biāo)簽
因?yàn)橛?jì)算負(fù)載低,并且隨著射頻標(biāo)簽的數(shù)量增加而緩慢增加,所以該方法非常適合有大量標(biāo)簽存在的被保護(hù)的RFID系統(tǒng)。
圖6 在射頻標(biāo)簽存儲(chǔ)器里更新認(rèn)證讀寫(xiě)器的ReaderID
3 結(jié)論
以上提出的一種Hash鎖改進(jìn)方法,特別適合于物流管理。該方法需要必要的硬件,如可改寫(xiě)的存儲(chǔ)器和簡(jiǎn)單的邏輯電路。該方法具有高安全性、小負(fù)載等優(yōu)點(diǎn),適用于大量標(biāo)簽應(yīng)用的場(chǎng)合;解決了位置隱私和中間人攻擊問(wèn)題,即使敵人竊取了標(biāo)簽的輸出,也不能獲取標(biāo)簽的ID。
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