可信計算平臺中RFID的接入方案

為了對無線射頻識別技術(shù)進(jìn)行可信計算平臺的接入，我們在可信網(wǎng)絡(luò)連接使用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于分組密碼CBC 工作模式、ECB 工作模式對消息傳送提供加密，并且以ECC 來加強(qiáng)公開密鑰交換所使用的RSA 機(jī)制。提出使用分組密碼算法的認(rèn)證模式作為身份標(biāo)識的方案。通過分組密碼在不同運(yùn)算模式的作用下，無線射頻識別由隨機(jī)數(shù)生成、身份認(rèn)證等模塊接入可信計算平臺。

1. 引言
　　可信計算平臺[1-3](Trusted Computing Module, TCM)通常包括：可信計算構(gòu)架、移動計算、服務(wù)器、軟件存儲、存儲設(shè)備、可信網(wǎng)絡(luò)連接六個部分。從可信計算組制訂的標(biāo)準(zhǔn)來看，數(shù)據(jù)安全與身份認(rèn)證完全依賴于整個可信平臺的逐級密鑰分發(fā)。對于可信計算組成員的對等通信安全沒有涉及，也沒有專業(yè)的密碼小組，因此在安全協(xié)議與認(rèn)證方面明顯還可以進(jìn)行許多改進(jìn)。

　　隨著計算無處不在的理論推廣，可信計算平臺的接入范圍更廣——幾乎所有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行可信接入。無線射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)，是非接觸式自動識別技術(shù)的一種,也會被接入到可信計算平臺。RFID 由傳感標(biāo)記、閱讀器、相應(yīng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)組成,通常使用低頻、高頻或甚高頻。與傳統(tǒng)條形碼依靠光電效應(yīng)不同的是，RFID 標(biāo)簽無須人工操作，在閱讀器的感應(yīng)下可以自動向閱讀器發(fā)送商品信息，從而實(shí)現(xiàn)商品信息處理的自動化。RFID 采用無線信號進(jìn)行無接觸的雙向信息傳輸，在使用方便和靈活的同時，增加了信息被竊取的風(fēng)險。與有線信道不同，無線信道是一個公開的傳輸平臺，任何人只要擁有相應(yīng)頻段的接收設(shè)備，就可以對無線信道進(jìn)行監(jiān)聽。

　　因此和有線信道相比，無線信道更容易被中間人攻擊，而且不容易被發(fā)現(xiàn)。事實(shí)上，針對RFID 安全性的研究與標(biāo)準(zhǔn)化問題一直處于低端狀態(tài)：由于經(jīng)常使用的是廉價的功能，沒有專門進(jìn)行安全方面的研究。本文主要就RFID 產(chǎn)品的可信計算平臺接入，結(jié)合分組密碼算法的不同使用特征，對RFID 的完整性、安全性及未經(jīng)授權(quán)不可篡改性進(jìn)行討論。

　　2. RFID 存在的安全缺陷及常用對抗措施

　　2.1 RFID 使用情況簡介

　　就RFID 本身使用等級來看，在商品供應(yīng)鏈的層面，現(xiàn)存的體制都能保證其安全。但是如果作為身份識別或秘密載體[4]，尤其是考慮到可信計算平臺中網(wǎng)絡(luò)的安全接入，需要使用軟件和硬件的標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的分組密碼算法進(jìn)行安全性的加強(qiáng)?；诳尚牌脚_互聯(lián)網(wǎng)安全接入的RFID 結(jié)構(gòu)如圖1：

　　我們通過對RFID 技術(shù)及可信計算平臺標(biāo)準(zhǔn)的研究與跟蹤，提出一些觀點(diǎn)。關(guān)于RFID與可信計算平臺的基本原理本文不再贅述。

　　2.2 RFID 存在的安全問題

　　RFID 所遇到的安全問題，要比通常的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題要復(fù)雜[5]。密碼學(xué)家Adi Shamir 表示，目前RFID 毫無安全可言。并聲稱已經(jīng)破解了目前的大多數(shù)主流RFID 標(biāo)簽的密碼口令，可以對目前幾乎所有的RFID 芯片進(jìn)行無障礙攻擊。事實(shí)上，RFID 系統(tǒng)前端的無線裝置和傳輸協(xié)議是系統(tǒng)處理信息的依托，是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其除了具有無線系統(tǒng)所通用的安全威脅之外，其標(biāo)簽也有特定的安全問題，需要多方面考慮。澳洲柏斯大學(xué)研究人員Edith Cowan 研究人員認(rèn)為，第一代RFID 的安全漏洞在于，一旦數(shù)據(jù)超載，就無法正常作業(yè)。在較新的UHF 式RFID 標(biāo)簽中，也發(fā)現(xiàn)到該漏洞，它可對關(guān)鍵的RFID系統(tǒng)造成的影響，就連更精密、可以四段速操作的“第二代RFID”也一樣難以應(yīng)對攻擊。隨著使用范圍的不斷擴(kuò)大和普及，RFID 系統(tǒng)的安全越來越被關(guān)注。通過非法授權(quán)，可以輕易的獲得RFID 的信息原因在于：

　　1、 標(biāo)簽本身的訪問缺陷

　　由于成本所限，標(biāo)簽本身很難具備保證安全的能力。非法用戶可以利用合法的閱讀器或者自構(gòu)一個閱讀器，直接與標(biāo)簽進(jìn)行通信，很容易地獲取標(biāo)簽內(nèi)所存數(shù)據(jù)。

　　2、 通信鏈路上的安全問題

　　RFID 的數(shù)據(jù)通信鏈路是無線通信鏈路。與有線連接不一樣，無線傳輸?shù)男盘柋旧硎情_放的。開放鏈路通常遭到的攻擊包括：截取通信數(shù)據(jù);業(yè)務(wù)拒絕式攻擊，即非法用戶通過發(fā)射干擾信號來堵塞通信鏈路，使得閱讀器過載，無法接收正常的標(biāo)簽數(shù)據(jù);利用冒名頂替標(biāo)簽來向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，使得閱讀器處理的都是虛假的數(shù)據(jù)，而真實(shí)的數(shù)據(jù)則被隱藏。