登錄
注冊
基于混沌理論的RFID標簽防克隆技術(shù)
RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)是從上世紀90年代開始興起的一項非接觸式的自動識別技術(shù)，在近幾年得到了極大的發(fā)展，然而隨著RFID系統(tǒng)的應用普及，安全問題也受到了越來越多的關(guān)注和重視。
小小的RFID標簽容易被黑客、扒手或者滿腹牢騷的員工操作，購物網(wǎng)站上購買的一個小的設備就可能破壞RFID標簽上的信息、更改標簽中的數(shù)據(jù)，同時克隆卡也變得極其簡單。
本文主要研究RFID標簽的防克隆技術(shù)，基于混沌離散序列具有良好的不可預測性、對初始條件極端敏感性以及良好的偽隨機等特性，使用Logistic映射生成隨機數(shù)，通過每次掃描時更新的隨機數(shù)來辨別克隆攻擊是否存在。最后結(jié)合生活中可能出現(xiàn)的所有情況分析該方法的實用性。
基礎介紹 混沌理論 混沌理論是指在確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的類似隨機的過程，即一個混沌過程是一個確定性過程，但它看起來是無序的、隨機的。 混沌系統(tǒng)與保密系統(tǒng)的密碼特性之間存在著緊密的聯(lián)系，如對初始條件和控制參數(shù)的敏感性、混沌軌道的偽隨機性、不可預測性等等。因此混沌系統(tǒng)被廣泛應用于保密通信、數(shù)據(jù)安全、移動機器人全覆蓋便利規(guī)劃等眾多科研領(lǐng)域中。 logistic混沌映射結(jié)構(gòu)簡單、性能良好，是目前應用最為廣泛的一種混沌映射。常被用來生成偽隨機數(shù)。 Logistic映射 防克隆方法 RFID系統(tǒng)主要包含后端系統(tǒng)、讀寫器（含天線）和電子標簽三個部分。后臺電腦主要負責寫入標簽和從標簽讀回的數(shù)據(jù)應用處理等，讀寫器通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作。RFID系統(tǒng)一般組成框圖如圖1所示。 圖1 RFID系統(tǒng)組成 本文提出的防克隆方法是在后端系統(tǒng)中進行的。后端系統(tǒng)通過logistic映射產(chǎn)生隨機數(shù)即同步密鑰，在標簽每次被掃描讀取的時候?qū)⑼矫荑€寫入標簽的可讀寫內(nèi)存中，后端系統(tǒng)記錄系統(tǒng)中每個標簽對應的同步密鑰，在標簽掃描時進行身份認證。該方法適用于低成本標簽，且無需對標簽的內(nèi)部芯片進行更改。圖2為該方法的工作流程圖。 圖2 防克隆方法流程圖 方法評價 圖3所示，可以將實際生活中出現(xiàn)的所有克隆情況分為以下三種。 圖3 克隆攻擊情況說明 第一種為最理想的情況，攻擊者實施克隆攻擊行為之后真卡掃描，此時系統(tǒng)中的同步密鑰改變，克隆卡進行掃描的時候由于所存儲的同步密鑰和系統(tǒng)中的同步密鑰不相等，會出現(xiàn)報警，此時該系統(tǒng)準確的識別出克隆攻擊行為。 第二種情況是克隆攻擊執(zhí)行之后，克隆卡在真卡之前進行掃描，這樣在真卡掃描的時候會被系統(tǒng)誤認為克隆卡，從而進行報警。這種情況同樣識別出了克隆攻擊行為，但并沒有識別出克隆卡，可以增加人為的判斷來識別真卡和克隆卡。 第三種情況是實施克隆攻擊行為之后真卡就再沒有使用過，這樣克隆卡就可以安然無恙地和系統(tǒng)進行交互。為避免此種情況，我們可以采取強制措施，射頻卡不用之后必須在管理員處進行卡的銷毀。 綜上所述，該系統(tǒng)雖然無法準確識別克隆卡，但可以完美的識別克隆攻擊行為。稍加人為判斷就可以大大提高系統(tǒng)的安全性。 總結(jié) 使用混沌同步密鑰的方法是混沌理論與射頻識別技術(shù)結(jié)合的應用案例。該方法能夠自動有效地識別具有相同ID的真假標簽，提高射頻系統(tǒng)的安全性。且該方法對硬件要求低，人工參與少，無需對標簽芯片進行更改，僅需要占用標簽的可讀寫內(nèi)存。同時，由于基于混沌理論產(chǎn)生的偽隨機數(shù)因其具有的不可預測性、高復雜度和易于實現(xiàn)等特性，可以進一步探討基于混沌理論的射頻保密通信可行性。
