基于PUF适用于大规模RFID系统的移动认证协议

计算机工程与科学

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基于PUF适用于大规模RFID系统的移动认证协议

李松1，孙子文1,2

(1.江南大学物联网工程学院,江苏无锡 214122;2.物联网技术应用教育部工程研究中心,江苏无锡 214122)

收稿日期:2016-12-12 修回日期:2017-04-12 出版日期:2018-06-25 发布日期:2018-06-25
基金资助:
国家自然科学基金 (61373126)；中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP51510)

PUF based authentication protocol in

mobile and largescale RFID systems

LI Song1,SUN Ziwen1,2

(1.School of Internet of Things Engineering,Jiangnan University,Wuxi 214122;

2.Engineering Research Center of Internet of Things Technology Applications,Ministry of Education,Wuxi 214122,China)

Received:2016-12-12 Revised:2017-04-12 Online:2018-06-25 Published:2018-06-25

摘要/Abstract

摘要：

针对移动射频识别系统中的安全问题，采用物理不可克隆函数研究适用于大规模RFID系统的移动认证协议。为解决移动RFID认证环境下读写器易遭受假冒攻击的问题，在Vaudenay模型中加入攻击者入侵读写器的能力，并通过服务器对读写器的身份认证来抵御攻击者的假冒攻击；为解决标签的运算能力不足问题和服务器搜索标签耗时长的问题，采用PUF生成会话密钥来减轻标签加密过程中的运算量，服务器通过共享密钥异或运算实现对检索标签和读写器身份标识的快速检索。利用Vaudenay模型理论，分析和证明了研究的协议可实现Destructive等级的隐私保护；仿真结果表明，PMLS协议中服务器的搜索耗时不随标签数目增长而加长，满足大规模移动RFID系统的应用要求。

关键词: 无线射频识别, 物理不可克隆函数, Vaudenay模型, 安全认证, 隐私保护

Abstract:

Aiming at the security problem in mobile radio frequency identification (RFID) systems, we employ the physical unclonable function (PUF) to study authentication protocol in mobile and largescale RFID systems. To solve the problem of impersonation attack to the reader, the Vaudenay’s model is extended by introducing the corrupting ability of the adversary to the reader and the reader is further authenticated by the server. To solve the problem of insufficient computation ability of tag and longtime cost of the server for searching target tag, the PUF is adopted to generate the session key to reduce the computation cost of tag encryption, and the server quickly identifies the tag and the reader using the shared key XOR operations. Our analysis proves that the proposed security protocol can realize destructive privacy according to the Vaudenay's model theory. Simulation results show that the search time of the server in PMLS protocol does not increase with the number of the tag by using the proposed security protocol, which meets the application requirements of mobile and large scale RFID systems.

Key words: RFID, PUF, Vaudenay&rsquo, s model, security anthentication, privacy protection

李松1，孙子文1,2. 基于PUF适用于大规模RFID系统的移动认证协议[J]. 计算机工程与科学.

LI Song1,SUN Ziwen1,2.

PUF based authentication protocol in

mobile and largescale RFID systems

[J]. Computer Engineering & Science.

[1]	赵文韬, 官礼和, 何建国, 唐昊. 区块链环境中的隐私保护推荐算法研究[J]. 计算机工程与科学, 2024, 46(06): 1032-1040.
[2]	叶茜, 张玉书, 赵若宇, 肖祥立, 温文媖. 可用性增强的缩略图保持加密[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(09): 1563-1571.
[3]	寇广岳, 魏国珩, 平源, 刘鹏. RFID安全认证协议综述[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(01): 77-84.
[4]	程小刚, 郭韧, 周长利, . 基于理性密码学的分布式隐私保护数据挖掘框架[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(10): 1781-1787.
[5]	牛琨, 高仲合, 张凡. 面向整体区域的改进VIRE定位算法研究[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(09): 1602-1609.
[6]	李帅, 常锦才, 李吕牧之, 蔡昆杰, . 基于差分隐私保护的Stacking集成聚类算法研究[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(08): 1402-1408.
[7]	寇邦艳, 曹素珍, 吕佳. 基于雾计算面向停车服务的隐私保护方案[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(07): 1232-1238.
[8]	牛淑芬, 方丽芝, 宋蜜, 王彩芬, 杜小妮. 智慧城市中隐私保护性广播加密算法[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(06): 1003-1012.
[9]	胡雨谷, 葛丽娜, . 一种改进的差分隐私参数设置及数据优化算法[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(10): 1758-1765.
[10]	牛世权. 轻量级安全内存：RISC-V嵌入式微处理器安全增强[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(08): 1360-1365.
[11]	谢小杰, 梁英, 王梓森, 董祥祥, . 社交网络用户隐私泄露量化评估方法[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(08): 1376-1386.
[12]	罗长银, 陈学斌, 刘洋, 张淑芬, . 基于联邦集成算法对多源数据安全性的研究[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(08): 1387-1397.
[13]	刘祥震1，张玉磊1，郎晓丽1，骆广萍1，王彩芬2. 可证安全的隐私保护多接收者异构聚合签密方案[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(03): 441-448.
[14]	杨帆1,2,任守纲3,徐焕良3,孙元昊2,杨星2. 基于比特估计的RFID标签数量估计算法[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(03): 449-455.
[15]	胡震海，王立松. 抗窃听攻击的传感器网络空间范围聚集查询处理算法[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(01): 46-54.

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PUF based authentication protocol in

mobile and largescale RFID systems

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