發(fā)布時間：2018-04-11 01:01

  本文選題：UHF + RFID��； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著UHF RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的普及,其涉及的領(lǐng)域也就更加廣泛,無源超高頻射頻標簽的信息安全問題也越來越受到重視。為了增加標簽在與讀寫器進行安全鑒別時的安全性,針對基于國家標準的信息技術(shù)和射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議中提出的用于安全鑒別的基于對稱加密的雙向鑒別協(xié)議,根據(jù)不含安全鑒別標簽的基本架構(gòu)和設(shè)計思想,本文提出并設(shè)計了一種基于SMS4加密算法的安全鑒別標簽基帶。本設(shè)計中提出的SMS4加密算法是一種應(yīng)用于無線局域網(wǎng)的加密算法,由于此算法在每次加密或者解密運算過程中是針對一組數(shù)據(jù)進行操作的,這與流密碼的加密或者解密的一位運算操作不同,因此稱它為分組密碼。在使用SMS4算法進行加密或者解密過程中,所采用的結(jié)構(gòu)是非線性迭代結(jié)構(gòu)和線性結(jié)構(gòu)的結(jié)合體。因此,相比于協(xié)議中的異或運算加密的方式,這種算法的安全性更強,可靠性更高。本文的研究重點在于按照國家標準中安全鑒別協(xié)議所涉及的分組對稱加密算法,設(shè)計一種低功耗、小面積的SMS4算法結(jié)構(gòu),并結(jié)合標簽的基本架構(gòu)設(shè)計出基于SMS4加密算法的標簽基帶。本設(shè)計通過對SMS4算法中擴展密鑰、S盒、T運算、加密和解密機理的分析,提出了SMS4算法的幾種不同基本設(shè)計架構(gòu)及其實現(xiàn)方式,包括全循環(huán)結(jié)構(gòu)、循環(huán)展開結(jié)構(gòu)和流水線結(jié)構(gòu)。根據(jù)SMS4算法的這幾種架構(gòu)在面積、功耗和速度上的不同,結(jié)合標簽的基本架構(gòu),通過改進SMS4算法在標簽基帶中的實現(xiàn)結(jié)構(gòu),設(shè)計出一種低功耗、小面積的基于SMS4加密算法的標簽基帶。同時,本文還針對功耗和面積這兩個重要指標,對包含SMS4加密算法的標簽與不含加密算法的普通標簽進行了詳細的對比分析,為本文所設(shè)計標簽的實用性提供了有力保障。最后,借助EDA軟件對本文設(shè)計的標簽基帶和SMS4加密算法,在SMIC0.18μm工藝庫進行了邏輯綜合、物理實現(xiàn)和后仿驗證。仿真和驗證結(jié)果表明,本文設(shè)計的基于SMS4加密算法的標簽?zāi)軌蛲瓿苫趯ΨQ加密的雙向鑒別流程,SMS4算法能夠?qū)崿F(xiàn)的對數(shù)據(jù)的正常加密和解密功能,而且能夠?qū)崿F(xiàn)標簽的正常讀、寫、滅活以及鎖定功能,完成了同國標協(xié)議的一致性設(shè)計。通過對功耗和面積分析可知,本設(shè)計能夠?qū)MS4算法引入的功耗增量控制在7μw以內(nèi),將SMS4算法占有的門數(shù)控制在4000門左右,各項指標表明此標簽符合設(shè)計要求,達到了預(yù)定的設(shè)計目標。
[Abstract]:With the popularization of UHF RFID technology in the field of Internet of things, it involves more and more fields, and the information security of passive UHF radio frequency tags has been paid more and more attention.In order to increase the security of tags when authenticating with readers, a bidirectional authentication protocol based on symmetric encryption is proposed for security authentication in information technology based on national standards and radio frequency identification (800/900MHz) air interface protocol.According to the basic structure and design idea of the security authentication label, a secure authentication label baseband based on SMS4 encryption algorithm is proposed and designed in this paper.The SMS4 encryption algorithm proposed in this design is an encryption algorithm applied to WLAN, because this algorithm operates on a set of data during each encryption or decryption operation.This is different from the one-bit operation of stream cipher encryption or decryption, so it is called block cipher.In the process of encryption or decryption using SMS4 algorithm, the structure is a combination of nonlinear iterative structure and linear structure.Therefore, this algorithm is more secure and reliable than the XOR encryption in the protocol.This paper focuses on the design of a low-power, small-area SMS4 algorithm based on the packet symmetric encryption algorithm involved in the national standard security authentication protocol.The label baseband based on SMS4 encryption algorithm is designed based on the basic structure of tag.Based on the analysis of the operation, encryption and decryption mechanism of the extended key S box in the SMS4 algorithm, several different basic design frameworks and their implementation methods of the SMS4 algorithm are proposed, including the full loop structure, the cyclic expansion structure and pipeline structure.According to the difference of area, power consumption and speed of SMS4 algorithm, a low power consumption is designed by improving the implementation structure of SMS4 algorithm in label baseband.Small area label baseband based on SMS4 encryption algorithm.At the same time, aiming at the two important indexes of power consumption and area, this paper makes a detailed comparison between the label containing SMS4 encryption algorithm and the ordinary label without encryption algorithm, which provides a powerful guarantee for the practicability of the label designed in this paper.Finally, with the help of EDA software, the label baseband and SMS4 encryption algorithm designed in this paper are used for logic synthesis, physical implementation and post-imitation verification in the SMIC0.18 渭 m process library.Simulation and verification results show that the label designed in this paper based on SMS4 encryption algorithm can complete the normal encryption and decryption function of the data, and can realize the normal reading of the label.Write, inactivate and lock function, complete the agreement with the national standard consistency design.According to the analysis of power consumption and area, this design can control the power increment of SMS4 algorithm to less than 7 渭 w, and control the number of gates occupied by SMS4 algorithm to about 4000 gates. Each index indicates that the label meets the design requirements.The design target has been achieved.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.44;TN918.4

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李茹;王春峰;黃曉璐;葉新銘;;IPv6流標簽提供的服務(wù)質(zhì)量支持[J];計算機科學(xué);2004年04期

2 林其水;;RFID標簽在農(nóng)產(chǎn)品包裝中的應(yīng)用[J];印制電路信息;2009年10期

3 蘇曉聲;李玉梅;;IC標簽及其應(yīng)用[J];鐵道知識;2007年02期

4 孔令平;馮益華;閆廷強;;EPC標簽的通訊過程研究[J];山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

5 李波;劉震宇;謝勝利;;RFID在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J];電腦與電信;2006年07期

6 趙智勇;何明;;基于軟件身份標簽的安全性研究[J];信息技術(shù);2014年06期

7 曹青;;自粘貼標簽及清除劑[J];電子制作;2002年11期

8 本刊編輯;;RFID標準的問答(二)[J];中國電子商情(RFID技術(shù)與應(yīng)用);2006年06期

9 劉建成;;基于FPGA的RFID讀寫器設(shè)計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2006年10期

10 王莎;張連明;;基于標簽的微博人脈網(wǎng)絡(luò)挖掘算法和結(jié)構(gòu)分析[J];計算機工程;2014年05期

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 劉國信;歐盟的生態(tài)標簽[N];中國包裝報;2005年

2 山西省飼料工業(yè)辦公室 呂世秀;飼料標簽標準化是養(yǎng)殖安全的保障[N];中國畜牧獸醫(yī)報;2005年

3 戴炳仁;歐盟的生態(tài)標簽[N];中國國門時報;2004年

4 蘇志明;歐委會延長多項產(chǎn)品環(huán)保標簽有效期[N];中國質(zhì)量報;2008年

5 安徽省獸藥飼料監(jiān)察所 丁在亮;飼料標簽關(guān)乎飼料、養(yǎng)殖企業(yè)的利益[N];中國畜牧報;2004年

6 寧檢;歐盟延長部分產(chǎn)品生態(tài)標簽標準有效期[N];中國紡織報;2013年

7 山西省飼料工業(yè)辦公室 張艷梅;標簽標準化管理是飼料安全必備條件[N];中國畜牧獸醫(yī)報;2007年

8 ;新一代RFID：主動是方向[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

9 寧檢;新西蘭兒童睡衣新標簽標準生效[N];中國國門時報;2008年

10 山西省飼料工業(yè)辦公室 呂世秀;飼料標簽標準化是養(yǎng)殖安全的保障[N];中國畜牧獸醫(yī)報;2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 謝峰;美國《毛織品標簽法》研究及對我國的啟示[D];湖南大學(xué);2008年

2 韓曉;WTO非農(nóng)產(chǎn)品市場準入（NAMA）談判中紡織品服裝標簽壁壘的研究[D];東華大學(xué);2010年

3 曹玲;美國《紡織服裝和零售布護理標簽》（修訂版）研究[D];湖南大學(xué);2010年

4 徐計榮;高頻RFID重疊標簽讀寫器系統(tǒng)設(shè)計[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

5 尹華國;基于標簽的內(nèi)容管理系統(tǒng)設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2010年

6 李杰;基于標簽的文件控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2015年

7 王曉燕;美國《毛皮制品標簽法案》研究[D];湖南大學(xué);2010年

8 王莎;基于標簽的模糊匹配微博人脈挖掘算法[D];湖南師范大學(xué);2013年

9 趙丹;碳標簽食品生產(chǎn)決策與消費行為研究[D];江南大學(xué);2012年

10 周沫;超高頻射頻識別系統(tǒng)標簽檢測性能研究[D];南京郵電大學(xué);2013年

，

本文編號：1733707