本文選題：RFID + 橢圓曲線��； 參考：《廣西師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。相對(duì)于條形碼技術(shù)和磁條技術(shù)來(lái)說(shuō),RFID具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別安全性高等優(yōu)點(diǎn),目前大量應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)管理、交通運(yùn)輸、身份識(shí)別、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。特別的,RFID系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),而且直接關(guān)乎著病人的生命安全。由于RFID認(rèn)證協(xié)議是保證該系統(tǒng)安全的重要部分,因此深受研究者重視。然而,在輕量級(jí)、中量級(jí)RFID認(rèn)證協(xié)議中使用的加密算法容易被攻擊者破解,因此不能滿足該領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的安全隱私需求。重量級(jí)RFID認(rèn)證協(xié)議使用公鑰密碼機(jī)制進(jìn)行加密,因此具備更高的安全性,其中趨于成熟的橢圓曲線公鑰密碼機(jī)制被大量運(yùn)用到認(rèn)證協(xié)議中。然而,對(duì)當(dāng)前基于橢圓曲線密碼的RFID認(rèn)證協(xié)議進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),認(rèn)證協(xié)議邏輯設(shè)計(jì)不合理和標(biāo)簽身份ID固定將會(huì)導(dǎo)致各種安全隱私問(wèn)題的發(fā)生,如前向安全性和標(biāo)簽身份ID固定問(wèn)題。這些安全問(wèn)題限制了 RFID系統(tǒng)在該領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。同時(shí),RFID系統(tǒng)只能順序搜索后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)簽的身份ID,在存有大量標(biāo)簽的醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)中,這樣的搜索方式將花費(fèi)大量時(shí)間,因此認(rèn)證協(xié)議的效率也不是很高�？紤]到RFID認(rèn)證協(xié)議的安全和效率,對(duì)該領(lǐng)域中基于橢圓曲線密碼的RFID認(rèn)證協(xié)議的研究有著非常重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本文的研究成果包括以下幾個(gè)方面:(1)指出了當(dāng)前基于橢圓曲線密碼的RFID認(rèn)證協(xié)議存在的問(wèn)題。對(duì)面向醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的RFID認(rèn)證協(xié)議的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,指出當(dāng)前基于橢圓曲線密碼的RFID認(rèn)證協(xié)議存在兩個(gè)方面的不足。一方面存在標(biāo)簽身份ID固定問(wèn)題;另一方面,當(dāng)前協(xié)議的認(rèn)證效率很低。特別是在標(biāo)簽的數(shù)量達(dá)到千萬(wàn)級(jí)時(shí),后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢標(biāo)簽身份ID的速度嚴(yán)重影響了整個(gè)協(xié)議的認(rèn)證效率。(2)提出了一種改進(jìn)的基于橢圓曲線密碼的RFID認(rèn)證協(xié)議(RFID Authentication Protocol Based on Elliptic Curve Cryptography,RAPBECC)。針對(duì)當(dāng)前協(xié)議的不足,本文在前人協(xié)議的基礎(chǔ)上,通過(guò)修改協(xié)議認(rèn)證邏輯,加入標(biāo)簽身份ID動(dòng)態(tài)更新機(jī)制和分組機(jī)制設(shè)計(jì)了該協(xié)議。(3)分析了 RAPBECC的安全隱私和認(rèn)證效率。首先,在RAPBECC的安全、隱私和抗攻擊方面進(jìn)行分析并與JCH協(xié)議、MSF協(xié)議進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明RAPBECC不僅具有其他協(xié)議的所有安全屬性還能夠識(shí)別標(biāo)簽身份ID固定問(wèn)題。然后,使用GNY邏輯對(duì)RAPBECC進(jìn)行了形式化證明,結(jié)果表明RAPBECC是安全的。最后,分析了 RAPBECC的性能并與JCH協(xié)議、MSF協(xié)議進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明RAPBECC具有更高的認(rèn)證效率。(4)驗(yàn)證了 RAPBECC的安全隱私和認(rèn)證效率。首先對(duì)RAPBECC進(jìn)行仿真,得到RAPBECC仿真系統(tǒng),然后將RAPBECC仿真系統(tǒng)與MSF協(xié)議的仿真系統(tǒng)在認(rèn)證效率和識(shí)別標(biāo)簽身份ID固定問(wèn)題上進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明RAPBECC仿真系統(tǒng)相對(duì)于MSF仿真系統(tǒng)具有更高的認(rèn)證效率并且能夠識(shí)別標(biāo)簽身份ID固定問(wèn)題。
[Abstract]:Radio Frequency Identification (RFID) is an automatic identification technology. Compared with bar code technology and magnetic strip technology, RFID has many advantages such as long identification distance, high recognition security and so on. It is widely used in warehouse management, transportation, identification, medical and health, and so on. Special RFID system not only has a huge economic market in the field of medical and health care, but also directly relates to the life safety of patients. RFID authentication protocol is an important part to ensure the security of the system, so researchers pay much attention to it. However, the encryption algorithms used in lightweight, middleweight RFID authentication protocols are easy to be cracked by attackers, so they can not meet the growing security and privacy requirements in this field. The heavyweight RFID authentication protocol uses public key cryptography to encrypt, so it has higher security. Among them, elliptic curve public key cryptosystem is widely used in authentication protocol. However, after analyzing the current RFID authentication protocol based on elliptic curve cryptography, it is found that the illogical design of the authentication protocol and the fixed identification ID of the tag will lead to various security and privacy problems. Such as forward security and label identity ID fixed issues. These security problems limit the further application of RFID system in this field. At the same time RFID system can only search the identity ID of the label in the background database sequentially. In the medical and health system with a large number of tags such search will take a lot of time so the efficiency of authentication protocol is not very high. Considering the security and efficiency of RFID authentication protocol, it is of great theoretical significance and practical value to study RFID authentication protocol based on elliptic curve cryptography in this field. The research results of this paper include the following aspects: (1) the problems of current RFID authentication protocol based on elliptic curve cryptography are pointed out. This paper analyzes the research status of RFID authentication protocol in medical and health field, and points out that there are two shortcomings in the current RFID authentication protocol based on elliptic curve cryptography. On the one hand, the identity ID of label is fixed; on the other hand, the authentication efficiency of current protocol is very low. Especially when the number of tags reaches tens of millions, the speed of querying tag ID in backstage database seriously affects the authentication efficiency of the whole protocol. (2) an improved Authentication Protocol based on Elliptic Curve Cryptography (RAPBECC) is proposed. Aiming at the deficiency of current protocol, this paper designs the protocol by modifying protocol authentication logic, adding dynamic update mechanism of tag ID and grouping mechanism. (3) Security privacy and authentication efficiency of RAPBECC are analyzed. First of all, the security, privacy and anti-attack aspects of RAPBECC are analyzed and compared with JCH protocol and MSF protocol. The results show that RAPBECC not only has all the security attributes of other protocols, but also can identify tag identity ID fixed problem. Then, the GNY logic is used to formalize the RAPBECC, and the results show that RAPBECC is secure. Finally, the performance of RAPBECC is analyzed and compared with JCH protocol and MSF protocol. The results show that RAPBECC has higher authentication efficiency. (4) the security, privacy and authentication efficiency of RAPBECC are verified. First, the RAPBECC simulation system is simulated, and then the RAPBECC simulation system is compared with the MSF protocol simulation system on authentication efficiency and identification tag identity ID fixed problem. The experimental results show that the RAPBECC simulation system has higher authentication efficiency than MSF simulation system and can identify the identity ID fixed problem.
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.44;TP309

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本文編號(hào)：2106725