圖4 讀寫器認(rèn)證過程
�。�2） 獲得標(biāo)簽的TagID
如圖5所示,在讀寫器認(rèn)證后,射頻標(biāo)簽響應(yīng)認(rèn)證的讀寫器Hash(TagID)。當(dāng)讀寫器接收到Hash(TagID)值時,它會與后臺數(shù)據(jù)庫通信并尋找數(shù)據(jù)對(TagID,Hash(TagID)),讀寫器就會獲得相應(yīng)的TagID。即使Hash(TagID)值被竊聽了,當(dāng)標(biāo)簽向外發(fā)送其值時,竊聽者也不會知道Hash的值。因為竊聽者無法確定TagID與Hash(TagID)之間的相互關(guān)系。
圖5 獲取射頻標(biāo)簽的TagID
�。�3） 在射頻標(biāo)簽存儲器里更新認(rèn)證讀寫器的ReaderID
當(dāng)一個物體從一個倉庫運(yùn)到另一個倉庫時,被認(rèn)證的讀寫器將從先前倉庫的讀寫器改變?yōu)楫?dāng)前的讀寫器。這個過程如圖6所示。讀寫器獲得Hash(TagID)的值并傳給后臺數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫通知存儲在標(biāo)簽里的ReaderID更新。相應(yīng)地,數(shù)據(jù)庫尋找出New ReaderID并把它傳給讀寫器。當(dāng)讀寫器接收到New ReaderID時,讀寫器把該值與Old ReaderID“異或”,并把“異或”值發(fā)送給射頻標(biāo)簽。標(biāo)簽?zāi)軌驈摹爱惢颉敝岛蚈ld ReaderID中得出New ReaderID,最后ReaderID被更新。
在ReaderID更新過程中,即使“異或”值被泄露,敵人也不能獲取New ReaderID。因為不能獲取Old ReaderID,因此防止了哄騙。
2.3 改進(jìn)方法分析
�。�1） 防止竊聽
在認(rèn)證過程中,即使敵人竊聽到讀寫器的輸出a(k),也不能在下一步獲得認(rèn)證。因為每一認(rèn)證過程中需要的a(k)值是變化的。前一次認(rèn)證的a(k)值對于后一次認(rèn)證來說是無意義的。
認(rèn)證完后,射頻標(biāo)簽輸出Hash(TagID)而不是TagID。因為Hash方程很難求其反函數(shù),所以敵人捕獲到輸出Hash(TagID)值,也不能得到TagID的值。
當(dāng)射頻標(biāo)簽要更新存儲器的ReaderID時,所更新的ReaderID是經(jīng)過舊的ReaderID加密過的,也防止了竊聽。
總之,上述改進(jìn)方法即使在讀寫器和射頻標(biāo)簽之間的通信遭遇到敵人的竊聽時,也是安全的。
�。�2） 防止跟蹤
射頻標(biāo)簽對敵人是屏蔽的,只對被認(rèn)證的讀寫器響應(yīng)。而且,如上所述,敵人是無法偽造認(rèn)證讀寫器的。因為沒有標(biāo)簽輸出,所以敵人不能通過跟蹤標(biāo)簽來跟蹤客戶剛付費買的是什么。位置隱私及客人攜帶的物品得到了保護(hù)。
（3） 低計算負(fù)載
該改進(jìn)方法運(yùn)算速度快,成本低。當(dāng)要從N個已知的射頻標(biāo)簽中識別出一個時,讀寫器只需要執(zhí)行1次Hash操作和N次ID搜索,而隨機(jī)讀取控制Hash鎖方法至少需要N次Hash操作和N次ID搜索。顯然在同一安全級上,所提出的改進(jìn)方法計算負(fù)載顯著降低;而且認(rèn)證過程是依賴于N個已知的標(biāo)簽ID和1個Hash鎖方程,因此隨著標(biāo)簽的數(shù)量增多,計算負(fù)載緩慢增大。
（4） 適用于大量射頻標(biāo)簽
因為計算負(fù)載低,并且隨著射頻標(biāo)簽的數(shù)量增加而緩慢增加,所以該方法非常適合有大量標(biāo)簽存在的被保護(hù)的RFID系統(tǒng)。
圖6 在射頻標(biāo)簽存儲器里更新認(rèn)證讀寫器的ReaderID
3 結(jié)論
以上提出的一種Hash鎖改進(jìn)方法,特別適合于物流管理。該方法需要必要的硬件,如可改寫的存儲器和簡單的邏輯電路。該方法具有高安全性、小負(fù)載等優(yōu)點,適用于大量標(biāo)簽應(yīng)用的場合;解決了位置隱私和中間人攻擊問題,即使敵人竊取了標(biāo)簽的輸出,也不能獲取標(biāo)簽的ID。
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