利用RFID保護(hù)系統(tǒng)固件和其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)

　　防偽的經(jīng)典方法一直都是采用防偽包裝或某種不可恢復(fù)的防拆包裝，以及專門(mén)的標(biāo)簽印記技術(shù)。然而，任何在產(chǎn)品上可見(jiàn)的信息都可能被克隆，而且克隆信息可用于生產(chǎn)貌似真品的假冒產(chǎn)品。RFID被認(rèn)為是庫(kù)存控制和產(chǎn)品追蹤管理的下一代條碼技術(shù)，也能確保最終產(chǎn)品固件的安全和防止偽造，同時(shí)還能對(duì)產(chǎn)品的組成材料、保管環(huán)節(jié)及從原材料采購(gòu)直到最終用戶購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品涉及到的各種周邊情況的信息鏈進(jìn)行安全記錄管理。

　　RFID與產(chǎn)品標(biāo)識(shí)技術(shù)

　　RFID器件可做得如米粒大小，同時(shí)具有足夠的內(nèi)存來(lái)保存密鑰、算法及產(chǎn)品擁有信息鏈。RFID器件裝載的信息不需肉眼直接觀看，因而可嵌入到幾乎任何產(chǎn)品中，包括藥瓶、化妝品，或珠寶飾品。

　　RFID標(biāo)簽本身并不安全，因?yàn)槠渲械漠a(chǎn)品信息會(huì)以無(wú)線信號(hào)方式向外廣播，用售價(jià)不到100美元的RFID讀寫(xiě)器就可截獲產(chǎn)品信息。不過(guò)，也有RFID具備安全加密措施，且水平接近加密的微控制器。

　　口令和加密

　　最常用的RFID安全措施是口令保護(hù)。有些廠家采用幾乎不可破解的加密算法來(lái)加密口令。這種方法有個(gè)問(wèn)題，就是口令 (無(wú)論加密與否) 要向外廣播，可能被輕易截獲，然后用于標(biāo)記假冒產(chǎn)品。制假者復(fù)制口令不需要去破解口令。這樣用一個(gè)加密口令就可造出數(shù)百個(gè)騙過(guò)管理讀寫(xiě)器的假冒RFID標(biāo)簽。

　　密不外泄的鑒別技術(shù)

　　唯一真正能防止克隆RFID標(biāo)簽的方法是防止標(biāo)識(shí)信息被訪問(wèn)。這可利用稱作身份鑒別的加密過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種鑒別過(guò)程中，讀寫(xiě)器和/或RFID標(biāo)簽需要驗(yàn)證對(duì)方的合法性，即確認(rèn)對(duì)方能解讀某種無(wú)法破解的約定信息。RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器都設(shè)計(jì)了某種秘密且不可訪問(wèn)的信息，用于生成加密詢問(wèn)字串發(fā)給對(duì)方。在這種鑒別機(jī)制中，標(biāo)簽使用這種秘密且不可訪問(wèn)的鑒別密鑰和一個(gè)隨機(jī)數(shù)，生成一個(gè)加密詢問(wèn)字串發(fā)給讀寫(xiě)器。合法的讀寫(xiě)器要使用自己的秘密鑒別密鑰和這個(gè)隨機(jī)數(shù)，復(fù)制出這個(gè)詢問(wèn)字串發(fā)給標(biāo)簽。如果標(biāo)簽收到的字串與它自己生成的一樣，就認(rèn)可讀寫(xiě)器的合法身份。這種鑒別被稱為詢問(wèn)/響應(yīng)保護(hù)。在雙向的詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別機(jī)制中，讀寫(xiě)器還要重復(fù)同樣的鑒別過(guò)程來(lái)確定RFID的合法身份。只有當(dāng)雙方相互認(rèn)可對(duì)方的身份后，RFID標(biāo)簽才允許對(duì)方讀取和修改其標(biāo)識(shí)信息。

　　這種安全方案的關(guān)鍵在于：用于鑒別產(chǎn)品真?zhèn)蔚男畔Q不離開(kāi)設(shè)備，因而不會(huì)被任何人讀取。標(biāo)識(shí)信息只用來(lái)計(jì)算加密詢問(wèn)字串，而詢問(wèn)字串的鑒別是在對(duì)方用自己的秘密信息復(fù)制此字串時(shí)進(jìn)行。雙方每次交易產(chǎn)生的加密詢問(wèn)字串都不同，因此，用RFID交易過(guò)程中截獲的字串來(lái)克隆產(chǎn)品標(biāo)識(shí)是不行的。詢問(wèn)字串每次都要改變。

　　由于在大多數(shù)RFID協(xié)議中都是由詢問(wèn)方 (標(biāo)簽讀寫(xiě)器) 發(fā)起通信。RFID標(biāo)簽必須隨時(shí)準(zhǔn)備好詢問(wèn)字串。標(biāo)簽讀寫(xiě)器讀取這個(gè)加密字串，并生成響應(yīng)字串發(fā)給RFID標(biāo)簽去驗(yàn)證。RFID標(biāo)簽每完成一次成功驗(yàn)證后，都要更新字串（圖1），因此一個(gè)詢問(wèn)字串絕不會(huì)使用兩次。制假者由于不能對(duì)詢問(wèn)字串進(jìn)行正確的響應(yīng)，就不能從設(shè)備獲得產(chǎn)品標(biāo)識(shí)信息，因而也就無(wú)法克隆產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。

　　并非所有RFID產(chǎn)品都支持詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別機(jī)制，因此，注重安全的工程師應(yīng)檢查RFID標(biāo)簽是否具備此功能。

　　產(chǎn)品的真正廠家通過(guò)管理讀寫(xiě)器中的密鑰，就能防止制假者讀取他們的產(chǎn)品信息，從而防止非法克隆他們的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。帶有假標(biāo)識(shí)的克隆產(chǎn)品將被發(fā)現(xiàn)是偽造的。

　　雙向詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別與單向詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別相似，只是讀寫(xiě)器也要詢問(wèn)RFID標(biāo)簽 (見(jiàn)圖2)。這種鑒別機(jī)制要求讀寫(xiě)器和RFID標(biāo)簽獨(dú)立保存各自鑒別用的不對(duì)稱密鑰。這種相互鑒別的機(jī)制保障了讀寫(xiě)器和RFID標(biāo)簽身份的識(shí)別。這在合法讀寫(xiě)器需要現(xiàn)場(chǎng)更新合法RFID標(biāo)簽時(shí)尤其有用。例如，廠家在對(duì)某一移動(dòng)電子產(chǎn)品 (如智能電話) 的固件升級(jí)前，可能需要用讀寫(xiě)器 (如固件升級(jí)設(shè)備) 來(lái)確認(rèn)該產(chǎn)品標(biāo)簽 (產(chǎn)品本身) 的真?zhèn)巍?/p>

　　附加的數(shù)據(jù)保護(hù)安全功能

　　雙向詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別與單向詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別都能提供有效的防偽解決方案。但這類解決方案本身并不保護(hù)讀寫(xiě)器與RFID標(biāo)簽間通信的數(shù)據(jù)。比如，用竊聽(tīng)裝置就可監(jiān)聽(tīng)整個(gè)詢問(wèn)/響應(yīng)過(guò)程，并截獲讀寫(xiě)器與標(biāo)簽間的交換數(shù)據(jù)；在某些應(yīng)用中，甚至還可修改這些數(shù)據(jù)，達(dá)到侵占的目的。

　　例如，惡意競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能故意向某一品牌的消費(fèi)電子產(chǎn)品固件植入錯(cuò)碼，以達(dá)到所謂拒絕服務(wù)攻擊的目的。這種竊聽(tīng)裝置還可將虛假信息植入競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手合法的消費(fèi)產(chǎn)品 (電子或非電子的產(chǎn)品) 中，使其變成“假冒產(chǎn)品”。因此，除了鑒別機(jī)制外，更完善的RFID標(biāo)識(shí)安全方案還得有數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。

　　大多數(shù)RFID標(biāo)簽都可用寫(xiě)入保護(hù)功能來(lái)鎖定其中的數(shù)據(jù)，從而防止以后被修改。這種方法非常適合純粹的靜態(tài)信息標(biāo)識(shí)，如藥品，化妝品、服飾等。

　　在那些必需更新標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)的場(chǎng)合，就應(yīng)當(dāng)使用對(duì)讀寫(xiě)器和標(biāo)簽傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的標(biāo)簽。對(duì)讀寫(xiě)器和標(biāo)簽傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，可保證傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)密性。數(shù)據(jù)機(jī)密性對(duì)保護(hù)秘密或防止“中間人攻擊”可能都有用。這種保護(hù)機(jī)制對(duì)那些必需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)的應(yīng)用尤其有用。 

　　信息鑒別碼

　　要進(jìn)一步提高安全水平，還可增加所謂消息鑒別碼（MAC）；采用這種算法，信息接收方就能確認(rèn)數(shù)據(jù)源的身份真?zhèn)我约皵?shù)據(jù)內(nèi)容的完整性。MAC算法采用的密鑰與存儲(chǔ)在標(biāo)簽讀寫(xiě)器和RFID標(biāo)簽中，用于相互鑒別的密鑰相同。在任何一次信息傳遞中，只有真正合法的讀寫(xiě)器或RFID標(biāo)簽才能發(fā)出正確的MAC。數(shù)據(jù)發(fā)送方生成一個(gè)MAC隨數(shù)據(jù)一起發(fā)出，數(shù)據(jù)接收方用自己的密鑰復(fù)制該MAC，通過(guò)比對(duì)來(lái)驗(yàn)證該MAC。如果該MAC沒(méi)通過(guò)驗(yàn)證，則表明信息源的身份不合法，數(shù)據(jù)的完整性值得懷疑 (如信息在離開(kāi)發(fā)送源后被修改過(guò))，或存在通信錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)加密與MAC結(jié)合使用，能為現(xiàn)場(chǎng)升級(jí) (電子產(chǎn)品的固件升級(jí))提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)保護(hù)。 

　　選擇合適的RFID安全方案

　　許多RFID標(biāo)簽都具有一定的安全性。為防止假冒產(chǎn)品，RFID標(biāo)簽至少要能在釋放標(biāo)識(shí)信息前鑒別讀寫(xiě)器身份。在采購(gòu)RFID防偽方案時(shí)應(yīng)考慮如下兩件事情：

　　RFID標(biāo)簽在允許訪問(wèn)其中存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息前應(yīng)鑒別讀寫(xiě)器的身份。如果僅需鑒別讀寫(xiě)器，選擇詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別方案即可；如果需要更新保存在RFID標(biāo)簽內(nèi)的信息，就得選擇雙向詢問(wèn)/響應(yīng)鑒別方案 (相互鑒別)，即驗(yàn)證標(biāo)簽是真正合法的，而不是某種想竊取信息的不法密探。

　　如果標(biāo)識(shí)信息以后不再變更，采用簡(jiǎn)單的寫(xiě)入保護(hù)即可。然而，在有些情況下 (如固件升級(jí))，數(shù)據(jù)源的真?zhèn)?、?shù)據(jù)機(jī)密性及完整性很重要，這時(shí)所選RFID標(biāo)簽就應(yīng)當(dāng)具備數(shù)據(jù)保護(hù)及MAC功能。

　　RFID技術(shù)能阻止產(chǎn)品制假。將合適的鑒別機(jī)制與數(shù)據(jù)保護(hù)安全機(jī)制結(jié)合起來(lái)，就可形成完善的產(chǎn)品保護(hù)方案。