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一種RFID隱私保護(hù)雙向認(rèn)證協(xié)議

作者： 時(shí)間：2009-05-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
(3)R將ZAM1轉(zhuǎn)發(fā)給B。
(4)B計(jì)算ID'=α1H(rSK)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找是否有這樣的ID'，如果有，T則通過(guò)初步認(rèn)證，之后R產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)作為RSK，計(jì)算β=RSKH(DTSK)，β2=H(IDRSKSK)，形成ZAM2={DT，β1，β2)發(fā)給R。其中：DT為時(shí)間戳，是B的系統(tǒng)時(shí)間或具有時(shí)間戳功能的隨機(jī)數(shù)，用于防止重放攻擊，并作為本次會(huì)話的序號(hào)，合法的T可以用β1恢復(fù)出RSK，用β2驗(yàn)證RSK的有效性，同時(shí)驗(yàn)證R的合法性。
(5)R將ZAM2轉(zhuǎn)發(fā)給T。
(6)T收到ZAM2后，首先判斷DT，如果比以前保存的大，則認(rèn)為正常，然后T用自己的SK計(jì)算H(DTSK)，恢復(fù)出RSK，并進(jìn)行驗(yàn)證，如果正確則通過(guò)對(duì)R的認(rèn)證，并保存DT，計(jì)算α2=H(rSKRSKDT)，形成再次認(rèn)證消息ZAM3={α2)發(fā)送給R，作為對(duì)ZAM2的應(yīng)答。該應(yīng)答也是零知識(shí)的，既確認(rèn)正確的收到RSK，又證明T是整個(gè)認(rèn)證會(huì)話的參與者。如果DT不正?；騌SK無(wú)效，則忽略ZAM2，并保持靜默。
(7)R將ZAM3轉(zhuǎn)發(fā)給B，B計(jì)算H(rSKRSKDT)，與收到的α2進(jìn)行比較，如果相等則通過(guò)對(duì)T的認(rèn)證。
4 協(xié)議安全性和抗攻擊性分析
4.1 安全性分析
機(jī)密性 Hash函數(shù)的單向性確保了從認(rèn)證消息中無(wú)法獲得SK等敏感信息。認(rèn)證過(guò)程的零知識(shí)性保證在完成認(rèn)證的同時(shí)，不泄露標(biāo)簽ID等信息。協(xié)議采用共享SK，閱讀器和標(biāo)簽可以對(duì)收到的消息進(jìn)行正確性和完整性驗(yàn)證，從而保證認(rèn)證信息和交換RSK的機(jī)密性。
可認(rèn)證性 采用雙向身份認(rèn)證的機(jī)制，有效地防止了未授權(quán)的閱讀器和假冒的標(biāo)簽參與會(huì)話，增加了認(rèn)證的可靠性，因此協(xié)議在不可信環(huán)境中依然有效。
可用性 入侵者可能發(fā)起一個(gè)DoS攻擊來(lái)影響的RFID系統(tǒng)的使用，但無(wú)法通過(guò)這種攻擊獲取敏感信息，因此具有較高的可用性。
4.2 抗攻擊性分析
4.2.1 對(duì)RFID標(biāo)簽的攻擊
一種是攻擊者假裝成合法的閱讀器。這種攻擊會(huì)被DT、RSK和SK的組合擊敗，因?yàn)橹挥泻戏ǖ拈喿x器才能提供一個(gè)有效的ZAM2，假冒閱讀器采用重放或篡改個(gè)別信息等方式向標(biāo)簽作認(rèn)證時(shí)會(huì)被標(biāo)簽識(shí)破。
另一種是攻擊者通過(guò)查詢來(lái)跟蹤標(biāo)簽。這種攻擊會(huì)被r的隨機(jī)性擊敗，因?yàn)槊看螛?biāo)簽所發(fā)出的ZAM1都是不同的，所以跟蹤者無(wú)法判定跟蹤的是否是同一個(gè)標(biāo)簽。
4.2.2 對(duì)RFID閱讀器攻擊
攻擊者假裝成有效標(biāo)簽的攻擊有兩種情況：一是攻擊者發(fā)出假的ZAM1，在沒(méi)有SK的情況下這種攻擊在對(duì)標(biāo)簽的初次認(rèn)證時(shí)就會(huì)被閱讀器識(shí)破；二是攻擊者對(duì)閱讀器重放某次有效標(biāo)簽的ZAM1進(jìn)行攻擊，這種攻擊雖然能使B產(chǎn)生ZAM2，但在再次認(rèn)證時(shí)，由于攻擊者沒(méi)有SK，不可能恢復(fù)出RSK，因此不能構(gòu)造出正確的ZAM3，進(jìn)而不能通過(guò)系統(tǒng)對(duì)其的再次認(rèn)證。
4.2.3 中間人攻擊
假定協(xié)議在長(zhǎng)距離下工作，由中間人來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)認(rèn)證消息，但認(rèn)證和響應(yīng)都是加密和零知識(shí)的，因此認(rèn)證消息對(duì)于中間人是透明的，通過(guò)直接讀取消息，攻擊者僅可以得知閱讀器和標(biāo)簽在通信，而不能得到任何秘密信息。即使攻擊者通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)標(biāo)簽的認(rèn)證消息和再次認(rèn)證消息而通過(guò)認(rèn)證，但不可能獲得RSK，從而無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的會(huì)話，使這種欺騙變得沒(méi)有意義。
5 結(jié) 語(yǔ)
RFID技術(shù)的使用提高了制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等行業(yè)的效率，節(jié)約了成本，但同時(shí)也帶來(lái)了安全和隱私問(wèn)題。這些問(wèn)題越來(lái)越成為RFID技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的障礙。本文簡(jiǎn)單分析了RFID技術(shù)所帶來(lái)的安全和隱私風(fēng)險(xiǎn)，回顧了解決安全和隱私問(wèn)題的相關(guān)方案，提出了一種適合于低成本標(biāo)簽的雙向RFID認(rèn)證協(xié)議。
與其他基于Hash函數(shù)的方案相比，在計(jì)算量和通信量略有增加的情況下，本文協(xié)議提高了認(rèn)證的安全性和有效性，增加了抗攻擊的能力。與基于傳統(tǒng)加密算法的方案相比，該協(xié)議在計(jì)算量和通信量上對(duì)低成本RFID標(biāo)簽是適度的，且在認(rèn)證的靈活性方面有較大的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)不同的安全級(jí)別要求，可以選擇不同規(guī)模的Hash函數(shù)。
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