一个超轻量级的RFID认证协议

计算机工程第卷第2期 38

Computer Engineering V ol.38 No.2

文章编号：文章编号：1000—3428(2012)02—0151—02 ·安全技术·安全技术·

2012年1月

January 2012

文献标识码：文献标识码：A

中图分类号：中图分类号：TP309

一个超轻量级的RFID认证协议

马巧梅1,2，王尚平1

(1. 西安理工大学计算机科学与工程学院，西安 710048；2. 宝鸡文理学院计算机科学系，陕西宝鸡 721007)

摘要：针对UMA-RFID协议的安全漏洞，提出一个改进的超轻量级的RFID认证协议。通过修改UMA-RFID协议的交互方式，避免泄露标签标识符，保证读写器应答消息的新鲜性。该协议仅使用异或操作和移位操作，降低了对标签计算能力和存储能力的要求。分析结果表明，该协议可有效抵抗假冒攻击和重传攻击，适合于较低成本的RFID系统。关键词：关键词：无线射频识别；认证协议；超轻量级；安全性分析

Ultra-lightweight RFID Authentication Protocol

MA Qiao-mei1,2, WANG Shang-ping1

(1. School of Computer Science and Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China; 2. Department of Computer Science, Baoji University of Arts and Sciences, Baoji 721007, China)

【Abstract】Aiming at the securing hole of UMA-RFID protocol, a ultra-lightweight RFID mutual authentication protocol is proposed. Through improving the interaction of UMA-RFID, the identifier of tag can be avoidably leaked and the freshness of message for tag answering can be realized each time. XOR operation and shift operation are merely utilized in the proposed protocol, and the demand for the capacity of calculation and storage of tag are reduced. The analysis of security and performance shows that this protocol can efficiently resist spoofing attack, which is suitable for much lower-cost RFID system.

【Key words】Radio Frequency Identification(RFID); authentication protocol; ultra-lightweight; security analysis DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2012.02.049

1 概述

无线射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)系统

作为一种非接触式自动识别技术，在带来成本节约和效率提高的同时，也带来了安全和隐私的风险。现有的大多数RFID交互认证协议都是基于Hash函数[1]，但是，RFID系统中标签的计算能力和存储能力有限，Hash函数要求RFID标签具有较高的计算能力和成本要求。对于较低成本的RFID标签而言，设计安全、成本较低的RFID交互认证协议成为具有挑战性的研究课题。为此，本文提出一个改进的超轻量级的RFID相互认证协议。

抗假冒攻击。另外，由于标签对于读写器的响应消息始终是消息IDT0，攻击者可以截取标签的响应信息IDT0，然后不停地向读写器发送截取的该信息IDT0，从而对系统造成威胁，甚至可能会使系统瘫痪，造成对后端数据库的重传攻击。上述分析表明，该协议不能抵抗假冒攻击和重传攻击。

2 相关知识

文献[2-3]提出一个仅使用简单的按位逻辑运算的超轻量级RFID相互认证协议族(称为UMAP)，包括LMAP[2]和EMAP[3]，该协议族在后来被发现一些恶意的攻击。文献[4]提出一个超轻量级且低成本的RFID认证协议(称为SASI)。一些协议指出SASI存在安全漏洞，但它仍然是超轻量级协议设计中的一个里程碑。

根据UMAP协议族和SASI协议，提出Gossamer协议。作为Gossamer的发展，文献[5]提出了一个新的超轻量级RFID相互认证协议，称为UMA-RFID，协议的执行过程如图1所示。文献[6]对UMA-RFID协议的安全性进行分析，指出了该协议容易受到另外一些恶意的攻击，如跟踪和去同步化。在UMA-RFID协议中，因为攻击者可以假装为合法的读写器向标签发送认证请求Query，攻击者获取标签的响应

一个超轻量级的RFID认证协议