一种超轻量级的RFID双向认证协议

给出一种针对Gossamer协议的拒绝服务攻击,据此提出一种超轻量级的无线射频识别(RFID)读写器-标签双向认证协议。对该协议的安全性和效率进行分析,结果表明,与SASI协议和Gossamer协议相比,该协议能抵抗拒绝服务攻击和代数攻击,只使用较少的标签存储空间,成本更低且具有更高的安全性。

第 3卷第 1 7 6期 V_ _7 0 3 l

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2 1年 8月 01 Au us 2 1 g t 01

No 1 .6

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安全技术 一

文章编号- 0 L32( 11_o4—o文献标识码j 1o- 4 2 1 6_lo 3 0_ 8 o ) A

中圈分类号l P0 39 T

种超轻量级的 R I双向认证协议 FD 彭朋，赵一鸣，韩伟力，金波

(. 1复旦大学软件学院，上海 20 3;2公安部三所信息网络安全公安部重点实验室，上海 2 10) 04 3 . 024 摘要：给出一种针对 G s m r os e协议的拒绝服务攻击，据此提出一种超轻量级的无线射频识￣(FD读写器. a J I I) R标签双向认证协议。对该协

议的安全性和效率进行分析，结果表明，与 S S协议和 G sa e协议相比， AI os r m该协议能抵抗拒绝服务攻击和代数攻击，只使用较少的标签 存储空间，成本更低且具有更高的安全性。

关嘲

:超轻量级；无线射频识别；双向认证协议；拒绝服务攻击；代数攻击

Ulr -i h we g t tal t ih g RFI M u u l D t a Aut e tc t0 o o o h n i a i n Pr t c l P N P n Z E G e g, HAO Y . n HA i., I 2 i mig, N We 1 J NBo . i . (. o waeSh o, u a iesy S a g a 2 0 3, hn; 1 S f r c o lF dnUnv ri, h n hi 0 4 3 C ia t t 2 Ke boaoy o f r a o t r c rt, iityo u i e u i, . yLa r tr f n om t nNewo kSe uiy M nsr fP bl S c rt I i c y

T eT i e e c s tt o e ns yo b i S c r y S a g a 2 1 0, hn ) h r R sa hI t ue fh i r f h d r n i t Mi t u P l e u i, h n h 0 2 C ia c t i 4

[ src]T i p p rgvsaDe ilo evc( S t c g ntte G sa e rtc l n rp ssa n v l l al hweg tR do Abta t h s ae ie na fS ri Do )at ka a s h o s rpooo,ad po oe

o e ut—g t ih a i e a i m r i F eu nyIe t ct nR I ra e- gmuu l uh nia o rtc1I a a zstescr ya de c n yo epoo o, ersl h w rq e c dni ai (F D) edrt ta te t t npooo.t nl e eui n f i c ft rtc lt eut so i f o a a ci y h t i e h h s t a o p r d wi he S Ip oo o n e Go s me otc l he p o o e rt c li e itn o te DoS atc n le r t c h tc m ae t t AS r tc la d t sa rPr o o,t r p s d po o o sr ssa tt h h h t k a d ag ba at k,a d a a n r q ie e sso a e c p c t n tgs i h a e d s c r r e u r sl s t r g a a iy o a, t s e p ra e u e . ic n

[ y w r s lal hwegt Rai rq e c d nic t nR I; ta a tet ain pooo; e il fS rieDo )atc; le r Ke o d]ut—g t ih; doF eu ny Ie t ai ( FD) muu l u ni t rtcl D na e c ( S t k a ba r i i f o h c o o v a g a ak tc

DoI 1 .9 9 .s.0 03 2 .0 11 . 7: 03 6/i n10—4 82 1 .6 js 4 0

1概述 无线射频识￣(ai Feuny dnf ao, FD是一] 1 d r ec eti t nR I ) R o q I ic i种非接触式自动识别技术。已逐渐在物品标识、电子票证、它 商品防伪、身份识别等各个领域得到广泛应用，但安全问题， 特别是标签与读写器之间的认证问题，成为了制约其发展的重要因素。 FD系统的认证问题是指对标签和阅读器的合法 RI性进行确认，包括防止对标签的克隆攻击、伪造等。由于 R I FD

且，Gosme协议在标签上的计算量和功耗都很大，不能满 sa r足低成本 R I FD标签的需求。针对 Gosme协议的拒绝服务 sa r

攻击，以及 S S协议和 G s m r AI os e协议的漏洞，本文提出一 a 种新的超轻量级认证协议。

2

预备知识 21 R . OT菌数 n￣x ):R o (,, J OT函数是一个非线性函数，R (,, ) OTx )是 )指将的值循环左移( dJ位，在 S I ymo ) v AS协议和 Gosme sa r协议中，Ⅳ等于 9。 6 ’

系统受到计算能力、存储空间和电源供给等诸多因素的限制， 如何设计安全、高效、低成本的 R I FD安全认证协议是一个具有挑战性的课题。 J 到目前为止，已经有多种 R I FD认证协议被提出I, l例如 J H s—ok a L c协议、随机化 H s—ok协议、H s链协议等。 h ah c L a h 文献【】 R I 2将 FD认证协议可根据标签上的计算量和操作分为 4类：全面认证协议，简单认证协议，轻量级认证协议，超轻量级认证协议。全面认证协议需要传统的对称加密算法、 哈希函数，甚至非对称加密算法的支持；简单认证协议需要伪随机数和单向哈希函数的支持；轻量级认证协议需要伪随机数发生器和 C C校验码的支持； R而超轻量级认证协议仅需要基本的位运算(与、或、非、异或、移位等)的支持，超轻量级的协议主要是针对低成本 R I FD标签而设计的。 文献【1出了一系列超轻量级的双向认证协议，都采用 3提了假名来保证标签的匿名性，并且只需要异或、或、与以及

2 MIB T i . 2 X ISj数 i MI B T (,) J X IS函数也是一个非线性的函数， X ISx y:M1B T 它采用了右位移操作 (>,MI B T (,)> ) X ISx将执行的操作如下： Z=: x

fri 0 i 3;+ 1 o(;< 2 i+=

Z Z>)=(> 1+Z+Z+ y;

2 S S协议 . AI 3在 S S协议的初始状态，读写器中保存着标签的假名 AI /、真实的，以及密钥、,标签中保存着标签的真 DS 实，) z,当前以及上一轮的/ S l 2 D、/“、K、 D、K、K:/ D 1 、

/S D、K、 1

。 A I协议的主要优点在于标签。S S

上的操作简单，标签上仅需要 V或运算) ( (、八与运算) 0(、异或运算) (、+模加运算) R T,)和 O (操作的支持。S S协议包 x AI 基金项目：信息网络安全公安部重点实验室开放课题基金资助项 目( 0 1) C16 2

模加操作的支持，不能抵抗代数攻击。

但文献[提出了 S S 2 1 AI

协议，该协议能够提供更强的认证和完整性保障，但也被指出不能抵抗拒绝服务攻击和代数攻击[。 5文献[针对 S S 1 6】 AI 协议的缺陷又提出了 G s m r os e协议。 a 本文指出， osm r G s e协议也不能抵抗拒绝服务攻击，而 a

作者倚介：彭￣(97, 18一)女，硕士研究生，主研方向：密码与信 息安全；赵一鸣、韩伟力，副教授；金波，研究员收藏日期：2 1—21 E m i egeg793 g i. m 0 1—5 0 a:pnpn800@ ma t l lo

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