一个超轻量级的RFID认证协议

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。

第3 8卷第 2期 Vo 8 L3

计

算

机

工

程

21 0 2年 1月 J n r 2 2 a ua y 01

N O. 2

Co mpu e gi e rng t rEn n e i

安全技术 一

文章编号：10 3 802 2一1l 0文献标识码： 0o 4 ( 1o—J— 2—_2 2 ) 5 A

中图分类号： P0 T39

个超轻量级的 RF D认证协议 I 马巧梅，王尚平

(西安理工大学计算机科学与工程学院，西安 7 04;2宝鸡文理学院计算机科学系，陕西宝鸡 7 10 ) 1 . 108 . 207 摘要：针对 U—F D协议的安全漏洞，提出一个改进的超轻量级的 R I MA R I FD认证协议。通过修改 U— F协议的交互方式，避免泄 MA R I D

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 R I系统。 FD

关键词：无线射频识别；证协议；认超轻量级；安全性分析

Ulr—i h we g t ta l t i h g RFI Au h n i a i n Pr t c l D t e t t o o o c 0 MA Qiome“. NG S a gpn a - i WA h n -ig ( . h o fCo u e ce c n 1 Sc o l o mp trS in ea dEn ie rn,’nUnv ri fT c n lg,’n71 0 8 Chn; gn eig Xia ie st o e h oo y Xi 0 4, ia y a

2 De at n f mp tr cec, oi iesyo Ar n cec sB oi 2 0 7 C ia . pr met o Co ue in eBajUnv ri f ta dS ine, aj7 10, hn ) S t s [ src]Ai n th euigh l o M A R I pooo, l al hweg t FD ta ate t ainpoo o rp sd T ru h Ab ta t miga escr oe fU t n — FD rtclaut—g t ih I muu l uh ni t rtc lspo oe . ho g r i R c o i i r vn h ne a t n o mp o i g t e i t r c i f UM A— I o RF D,t e i e t ir o a a e a o d bl e k d a d

t e fe h e s o s a e f r t g a s rn a e h d n i e f t g c n b v i a y l a e n h r s n s f me s g o a f n we i g c n b

r a ie a h t . e lz d e c i me XOR e ai n a d s ito e a i n a e me e y u i z d i h r po e r t c l n h e n o a a i fc l u a i n op r to n h f p r t r r l tl e n t e p o s d p o o o,a d t e d ma d f rt c p c t o ac l t o i he y o

a d so a e o a e rd c d n trg ftg a e u e .Th nay i o e u i d p ror n c h wsta hsp oo olc ne ce t eits o fn t c whc s r ea lss fs c rt a ef ma e s o h tti r tc a f inl rss p o g at k, ih i yn i y i a s i b ef rmu h l we - o t u t l o c o rc s a RFI s se D y t m.

[ ywo d]R doFe un yIe t ainRFD)ate t a o rtc lut—g t eg tsc ryaayi Ke r s a i rq ec nmct ( I;uh ni t npooo; lal hw ih;eui n ls d o ci r i t s D0I 1.9 9jsn10 -4 82 1 . . 9: O3 6/i .0 03 2 . 2 20 .s 0 0 4

l概述 无线射频识￣ (a i Fe unyIetiai, FD系统} R do rq ec nict n R I ) J l d f o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 R I FD交互认证协议都是基于 H s ah函数…,但是，R I FD系统中标签的计算能力和存储能力有限，H s ah函数要求 R I FD标签具

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，】 D兀，攻击者可以截取标签的响应信息 1 r,然后不停 Do地向读写器发送截取的该信息，,从而对系统造成威胁， D 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。

有较高的计算能力和成本要求。对于较低成本的 R I标签 FD而言，设计安全、成本较低的 R I交互认证协议成为具有 FD挑战性的研究课题。为此，本文提出一个改进的超轻量级的 RI FD相互认证协议。 G e . nv A= K Ni 0 Ob anN i ti

K=R t, i i o( K ) Ki N=R tK, i i o( i ) K B= K. N . 0

=Ro (, ) tKiKi Ni=Ro ( . ) tKiKi

2相关知识 文献[—】出一个仅使用简单的按位逻辑运算的超轻量 23提级 R I相互认证协议族(为 UMA ) FD称 P,包括 L P2 MA[和] E MAP j ,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 R I FD认证协议(称为 S S) A I。 一

V ry B ei f C:( VNi 0 ( VNi Ki ) Ki )

Ve i C ry f

C

U dt怫 pa e

adK b n y

U p t/ a d K y dae Dr n b 1 0 Ni= K…= 0 Ni

怫+= i i 1 K 0N K= Ni Ki 0

些协议指出 S S A I存在安全漏洞，但它仍然是超轻量级协根据 U P协议族和 S I MA AS协议，提出 G sa e协议。 osm r

图 1 U -FD协议 MA R I

议设计中的一个里程碑。 作为 Gosme sa r的发展，文献【】出了一个新的超轻量级 5提 R I相互认证协议，称为 U— FD,协议的执行过程如 FD MA R I

综上所述，U— FD协议既不能抵抗跟踪和去同步 MA R I化，也不能抵抗假冒攻击和重传攻击。造成上述安全隐患的 主要原因是：

() 1读写器向标签发起询问请求时，没有产生随机数，不 具有随机性。 基金项目：国家自然科学基金资助项目 6836)陕西省教育厅科 (0728; 学研究计划基金资助项目( J 6 8 0 J 6 0 0 K 7, 9K 6 ) 9

图1所示。文献【】 U 6对 MA—FD协议的安全性进行分析， RI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 U— FD协议中，因为攻击者可以假装为合法的读 MA R I

写器向标签发送认证请求 Q e,攻击者获取标签的响应 ur y 1 r,在下一次认证过程中，当真正合法的读写器发

送认证 Do

作者倚介：马巧梅 ( 8一)女， 1 3,硕士， 9主研方向：网络与信息安全； 王尚平，教授、博士收稿日：2 1-— 期 0 1 41 0 2 E ma: m0 0@13 o i mq 7 7 6 . m l c

请求时，攻击者响应刚才所得到的消息 I o Dr,这样使得真正合法的标签远离而去，并没有进行认证，于是该协议不能抵

第1页