基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)安全隱患研究
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2．2 邏輯空間
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的邏輯空間由標(biāo)簽層、讀寫器層、通信層、互聯(lián)網(wǎng)層和應(yīng)用層組成。
(1)標(biāo)簽層
標(biāo)簽層由RFID標(biāo)簽和物品組成，RFID標(biāo)簽類似常見的條形碼，一般附著在物品表面或嵌入其中，存儲著物品的相關(guān)信息。
(2)讀寫器層
RFID讀寫器是無線發(fā)射與接收設(shè)備，主要包括射頻模塊和數(shù)字信號處理單元2部分，對標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，讀寫器對接收到的射頻信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行處理．所以具有較強的存儲和計算能力。
(3)通信層
標(biāo)簽層與讀寫器層之間是通過射頻信號自動識別標(biāo)識對象、讀取相關(guān)信息，以完成通信。
(4)互聯(lián)網(wǎng)層
讀寫器層與應(yīng)用系統(tǒng)層的通信是由互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的。
(5)應(yīng)用系統(tǒng)層
應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)對標(biāo)識物的透明管理，通常包括可以運行于任何硬件平臺的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，存儲著RFID標(biāo)簽相關(guān)的信息，當(dāng)然它可以由用戶根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。
3 基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)安全隱患
隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展和基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)有的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加了傳感網(wǎng)絡(luò)和智能處理平臺，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全措施已不能提供可靠的安全保障，從而出現(xiàn)了新的安全隱患。RFID系統(tǒng)主要存在隱私和認(rèn)證2個方面的安全隱患：在隱私方面主要是防止攻擊者對RFID標(biāo)簽進(jìn)行任何形式的非法跟蹤；在認(rèn)證方面主要是要確保標(biāo)簽層只能與合法的讀寫器進(jìn)行通信。
3．1 造成安全隱患出現(xiàn)的主要原因
(1)存儲空間局限性
由于成本的限制，RFID標(biāo)簽的存儲空間非常有限，有的甚至僅容納惟一的標(biāo)識。RFID標(biāo)簽在計算能力和功耗方面具有一定的局限。同時標(biāo)簽自身不具備足夠的安全能力，所以會造成一些非法的與標(biāo)簽進(jìn)行通信，甚至篡改、刪除標(biāo)簽內(nèi)信息。所以標(biāo)簽的安全性、完整性、可用性、真實性、有效性在足夠可信任的安全機(jī)制的保護(hù)下才能夠得到保障。
(2)通信網(wǎng)絡(luò)脆弱性
標(biāo)簽層和讀寫器層采用無線射頻信號通過電磁波進(jìn)行通信，通信過程中沒有任何物理及可見接觸，物聯(lián)網(wǎng)感知層節(jié)點和設(shè)備一般存在于開放環(huán)境中，導(dǎo)致其節(jié)點和設(shè)備能量、處理能力和通訊范圍受限，不能進(jìn)行高強度的加密運算，使得在給應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集提供靈活性和方便性的同時，也使傳遞的信息缺乏復(fù)雜的安全保護(hù)能力。
網(wǎng)絡(luò)連接和業(yè)務(wù)使用緊密性：傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層的安全是相互獨立的，而在物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層有著密不可分的關(guān)系，是緊密結(jié)合的，這就產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)中傳輸信息的安全性和隱私性問題，而隱私安全也成為了制約物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的重要原因。
3．2 造成安全隱患的主要攻擊方式
利用軟硬件對讀寫器和電子標(biāo)簽進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)信息是RFID物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全的主要威脅。就一般應(yīng)用RFID技術(shù)所設(shè)計的系統(tǒng)而言，通常的攻擊方式有：信息篡改、信息偽造、信息重放、信息中斷，以及非法跟蹤標(biāo)簽，干擾讀寫器和標(biāo)簽的正常工作，截取標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳遞信息等。
4 避免安全隱患出現(xiàn)的策略
目前避免安全隱患出現(xiàn)的策略主要有：Kill命令、主動干擾、靜電屏蔽等物理方法；哈希鎖、哈希鏈、重加密機(jī)制、挑戰(zhàn)響應(yīng)機(jī)制等安全協(xié)議；上述方法的結(jié)合使用。
4．1 防止檢測標(biāo)簽頻率
法拉第網(wǎng)罩方法：是由傳導(dǎo)材料構(gòu)成的一個容器，這個容器可以屏蔽掉無線電信號，使得外部的無線電信號不能進(jìn)入法拉第網(wǎng)罩。所以把標(biāo)簽放進(jìn)法拉第網(wǎng)罩，可以阻止標(biāo)簽被掃描，即被動標(biāo)簽接收不到信號，不能獲得能量。因此，利用法拉第網(wǎng)罩可以阻止隱私侵犯者掃描標(biāo)簽獲取信息。
主動干擾方法：主動干擾無線電信號。標(biāo)簽用戶可以通過一個設(shè)備主動廣播無線電信號，用于阻止或破壞附近的讀寫器操作。
阻止標(biāo)簽方法：通過采用一個特殊的阻止標(biāo)簽干擾防碰撞算法來實現(xiàn)阻止標(biāo)簽，讀寫器讀取命令每次總是獲得相同的應(yīng)答數(shù)據(jù)，從而保護(hù)標(biāo)簽。
4．2 防止檢測標(biāo)簽識讀范圍和能量
開發(fā)一種使用者能夠?qū)FID標(biāo)簽的天線去掉，由此可以縮小標(biāo)簽的可讀寫范圍，達(dá)到標(biāo)簽不能被隨意讀寫的目的。
4．3 防止安全協(xié)議的檢測以及相關(guān)認(rèn)證密鑰的竊取
Hash-Lock協(xié)議：可以避免信息泄漏和被追蹤，它使用偽ID來代替真實的標(biāo)簽ID；隨機(jī)Hash-Lock協(xié)議：采用基于隨機(jī)數(shù)的詢問應(yīng)答機(jī)制；Hash鏈協(xié)議：是基于共享秘密的詢問應(yīng)答協(xié)議，如果2個不同雜湊函數(shù)的讀寫器發(fā)起認(rèn)證，標(biāo)簽會發(fā)送不同的應(yīng)答，是一個具有自主ID更新能力的主動式標(biāo)簽；基于雜湊的ID變化協(xié)議：與Hash鏈協(xié)議相似，系統(tǒng)使用一個隨機(jī)數(shù)尺對標(biāo)簽標(biāo)識不斷進(jìn)行動態(tài)刷新，每次應(yīng)答中的ID交換信息都不相同，可以抵抗重傳攻擊；David的數(shù)字圖書館RFID協(xié)議：使用基于預(yù)共享秘密的偽隨機(jī)函數(shù)來實現(xiàn)認(rèn)證；分布式RFID詢問應(yīng)答認(rèn)證協(xié)議：適用于分布式數(shù)據(jù)庫環(huán)境的認(rèn)證協(xié)議，是典型的雙向認(rèn)證協(xié)議；LCAP協(xié)議：同樣是詢問應(yīng)答協(xié)議，但是與前面的其他詢問應(yīng)答協(xié)議不同，該協(xié)議每次執(zhí)行之后要動態(tài)刷新標(biāo)簽的ID。相關(guān)認(rèn)證密鑰的保護(hù)有Hash鎖、隨機(jī)Hash鎖、Hash鏈、Key值更新隨機(jī)Hash鎖等。
4．4 防止讀寫器與后端系統(tǒng)接口假冒
可采用相互認(rèn)證等方式，主要通過安全協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)部分的安全策略來解決。
4．5 保證信息安全傳輸與存儲
由于基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)信息與用戶隱私及商業(yè)機(jī)密等信息密切相關(guān)，因此這些信息通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行安全傳輸和存儲的問題更加值得研究。目前與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸問題相似，可以采用VPN(VirtualPrivateNetworks)，TLS(TransportLayerSecurity)等成熟的技術(shù)來確保在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸RFID相關(guān)信息的機(jī)密性和完整性。
5 結(jié)語
互聯(lián)網(wǎng)將人類社會帶人了“信息時代”，而物聯(lián)網(wǎng)則把人類帶入“智慧時代”。人類對周邊世界認(rèn)知能力的革命性提升，以及應(yīng)對各種以往難于解決的各類難題的智慧普遍而大量的生成，將會使人類社會在生產(chǎn)生活方式、社會組織形態(tài)等各個重大方面發(fā)生深刻的變革。目前基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)正在處于起步階段，某些領(lǐng)域的核心技術(shù)正在不斷發(fā)展中，但在未來它將會徹底地改變物和物、物和人、人和人之間的信息交流方式。但是基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)的安全性和隱私問題尚在探索階段，并成為其發(fā)展的瓶頸。安全機(jī)制仍需要在實踐中進(jìn)一步創(chuàng)新、完善和發(fā)展，面臨的安全挑戰(zhàn)比想象的更加嚴(yán)峻。所以有關(guān)基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)安全隱患的研究仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的課題，任重而道遠(yuǎn)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/153830.htm
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