基于耦合映象格子模型的RFID認(rèn)證協(xié)議設(shè)計與分析.pdf

1、射頻識別(RFID）技術(shù)是一種無接觸自動識別的技術(shù)，其本質(zhì)是閱讀器與附著在被識別物體上的電子標(biāo)簽之間的無線通信。RFID技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用于交通、零售、物流等各種領(lǐng)域，是物聯(lián)網(wǎng)的重要支撐技術(shù)之一。然而，RFID系統(tǒng)的安全問題極大地制約了RFID技術(shù)的應(yīng)用，其主要的安全問題是電子標(biāo)簽和閱讀器之間的認(rèn)證問題。因此，研究適用于RFID系統(tǒng)的認(rèn)證協(xié)議十分必要。
　　本文利用耦合動態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，設(shè)計了一種輕量級偽隨機數(shù)發(fā)生器和一種

2、輕量級Hash函數(shù)，其中輕量級體現(xiàn)在:(1)將耦合映象格子模型的迭代運算定義在整數(shù)集內(nèi)，且涉及的運算易于實現(xiàn);(2)耦合映象格子模型中的每個格點均為8bit，且輸出長度可隨格點數(shù)目變化而變化。然后利用偽隨機數(shù)發(fā)生器和Hash函數(shù)設(shè)計了一種輕量級RFID認(rèn)證協(xié)議。本文的主要工作如下:
　　1、對于動態(tài)整數(shù)帳篷映射，給出其均勻分布性的數(shù)學(xué)證明;構(gòu)造了耦合動態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，然后對模型的均勻分布性、差值分布特性、相關(guān)性、信息熵進行

3、統(tǒng)計分析，證明模型的密碼學(xué)性能良好。
　　2、利用耦合動態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，設(shè)計了一個偽隨機數(shù)發(fā)生器，并利用Monte-Carlo方法、三倍標(biāo)準(zhǔn)差檢驗法、以及NIST隨機數(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)對生成偽隨機數(shù)序列進行測試分析，結(jié)果表明偽隨機序列具有良好的隨機性。
　　3、利用耦合動態(tài)整數(shù)帳篷映象格子模型，構(gòu)造了一個Hash函數(shù)，并進行了初值敏感性測試、混亂與擴散特性統(tǒng)計分析、碰撞測試、平均字符距離測試，結(jié)果表明提出的Hash函數(shù)能夠滿

4、足RFID系統(tǒng)的安全需求。
　　4、利用偽隨機數(shù)發(fā)生器和Hash函數(shù)設(shè)計了一個輕量級RFID雙向認(rèn)證協(xié)議，該協(xié)議用偽隨機數(shù)來保證標(biāo)簽與閱讀器通信內(nèi)容的新鮮性，用Hash函數(shù)來保證通信內(nèi)容的機密性。分析表明，該協(xié)議能夠抵御假冒攻擊、重放攻擊、竊聽等攻擊;利用BAN邏輯對協(xié)議進行形式化分析，證明其是安全的;以Visual Studio2010為平臺對協(xié)議進行了仿真模擬，分別模擬了合法、非法標(biāo)簽與合法、非法閱讀器之間認(rèn)證的情形，證明了協(xié)