[发明专利]RFID系统的双向认证方法和RFID系统

说明书

本申请属于物联网技术领域，尤其涉及一种RFID系统的双向认证方法和RFID系统，包括：读写器向标签发送安全认证请求；标签将标签伪随机身份标识发送至读写器；读写器基于身份标识的汉明重量和预置的共享密钥，通过超轻量级变换函数生成读写器验证请求消息并发送至标签；标签基于身份标识的汉明重量和预置的共享密钥，通过超轻量级变换函数生成电子标签验证请求消息并发送至读写器；读写器和标签基于身份标识的汉明重量、预置的共享密钥、读写器和标签的验证请求消息，通过超轻量级变换函数更新共享密钥和电子标签伪随机身份标识。该方法提高了物联网RFID系统的安全性，并可抵抗去同步攻击。

技术领域

本申请属于物联网技术领域，尤其涉及一种RFID系统的双向认证方法和RFID系统。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)系统采用无线电波反射通信方式，通过阅读器非接触式自动识别和跟踪附着在目标对象上的电子标签，进而得到目标对象的详细信息。因其具有体积小、易携带、成本低、寿命长等优点，RFID技术被广泛应用于生产、物流、国防、交通等各个领域中。然而，由于RFID标签资源受限且运行在开放的无线环境下，使得RFID系统通信容易受到窃听攻击、欺骗攻击等各种不同的安全威胁。

由于RFID标签资源受限，导致传统高强度的加密或签名算法难以集成到标签中。针对资源受限的低成本无源RFID标签，目前已经有多个超轻量级安全协议。这些协议都是基于线性操作而设计的变换函数来保证秘密信息的扩散性，导致认证协议存在着相应的安全漏洞，包括：采用T函数及其线性组合来实现秘密信息的扩散性，而T函数具有较低的安全性；使用带偏置输出的运算，例如布尔函数中的与和或运算，以及循环移位运算会引入额外的安全漏洞。

综上所述，如何实现资源受限RFID标签的安全鉴别和隐私保护，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种RFID系统的双向认证方法和RFID系统。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种RFID系统的双向认证方法，所述RFID系统的读写器和电子标签的预置参数均包括待认证电子标签伪随机身份标识和共享密钥，该方法包括：

所述读写器向所述电子标签发送安全认证请求；

所述电子标签响应于所述安全认证请求，将所述电子标签伪随机身份标识发送至所述读写器；

所述读写器对接收到的电子标签伪随机身份标识进行校验，并在校验通过后，基于所述电子标签伪随机身份标识的汉明重量和预置的共享密钥，通过超轻量级变换函数生成读写器验证请求消息并发送至标签；

所述电子标签基于预置的电子标签伪随机身份标识的汉明重量和共享密钥，对所述读写器验证请求消息进行合法性验证，并在验证通过后，通过超轻量级变换函数生成电子标签验证请求消息发送至所述读写器；

所述读写器对所述电子标签验证请求消息进行合法性验证；

在验证通过后，所述读写器和所述电子标签分别基于预置的电子标签伪随机身份标识的汉明重量、预置的共享密钥、读写器和电子标签的验证请求消息，通过所述超轻量级变换函数更新共享密钥和电子标签伪随机身份标识。

可选地，所述超轻量级变换函数的定义为：

针对两个长度同为n比特的字符串P和Q，基于字符串P和Q的汉明重量和预设的分组大小门限，对字符串P和Q进行分组；

交换两个字符串P和Q的分组方式，并将交换分组方式后两个字符串的子分组分别进行基于汉明重量的循环左移，得到重排后的字符串P’和Q’；