面向物联网的超高频无源无线识别系统安全机制研究

"有了无线识别（RFID）技术，还需要管家吗？"这是胡锦涛主席在参观美国西雅图微软公司"未来之家"时发出的感慨。RFID因其众多的优点而被视为21世纪最有发展前途的信息技术之一，从而成为我国社会经济建设的重大需求，从中归结出的焦点科学问题就是"超高频无源无线识别系统安全"。如何在电子标签计算速度、通信能力和存储空间非常有限的情况下，提供安全保护机制，是关系到RFID系统能否真正广泛应用于物联网和社会生活的瓶颈问题之一。.为解决上述焦点科学问题，本项目由浅入深逐步研究没有加密功能的基本RFID标签的安全机制、对称密钥标签的安全机制、基于可证明安全性理论的RFID安全协议、基于高柔性生物免疫的分布式RFID安全理论和低成本RFID系统安全的关键技术与应用。最终目标是寻求设计安全、高效、低成本的实用分布式RFID安全的新理论与新方法，为无线识别系统能真正大规模服务于国家社会经济建设铺平道路。

项目完成情况：总体上进展顺利，如期完成了研究方案第一、第二、第三和第五个方面的研究，即没有加密功能的基本RFID标签的安全机制、对称密钥标签的安全机制、基于可证明安全性理论的RFID安全协议和无源RFID系统安全的关键技术与应用。对于第四个方面的研究，即基于高柔性生物免疫的分布式RFID安全理论，做了如下调整：加强了安全协议研究，改为研究最简单易实现的流密码，公钥密钥标签的安全机制，标签防冲突及其安全机制，而基于高柔性生物免疫机制的研究稍后进行。 . 取得的成果：已标注的已发表论文、国家发明专利和学位论文共36篇，其中，SCI 或 ISTP收录4篇，EI收录7篇，INSPEC收录6篇，CSCD收录1篇；申请国家发明专利3项。开发软件1项，新仪器1项，已推广成果2项；培养研究生18人，含博士生2人，硕士生16人。具体讲，提出了一种采用置换运算的超轻量级RFID认证协议RAPP，一种基于 ECDLP 的 RFID密钥随机化认证协议，一种基于 Trivium 的 RFID 安全认证协议，一种基于暂时 ID 的 RFID 标签防冲突查询树算法 TID QTA，一种轻量级无服务器的RFID标签搜索协议，一种基于 Trivium 的新的流密码 – Quavium，一种用于RFID标签防冲突含堆栈的双时隙二进制树算法BSBTA，去同步攻击一类的RFID双向认证协议，一个基于流密码算法的RFID 安全认证协议，一个改进版的匿名RFID 身份认证协议ARAP，一种新的安全芯片差分功耗分析DPA和相关性分析方法, 基于ECDLP的RFID认证协议的双向认证改进，一种双标签相互认证的RFID安全协议，一种改进的基于流密码 Grain-v1的RFID安全认证协议，以及构建物联网发展中缺失的信任模型方法。这些安全、高效、低成本的实用分布式 RFID 安全的新理论与新方法，较好解决了“超高频无源无线识别系统安全”这一焦点科学问题，为无线识别物联网能真正大规模服务于国家社会经济建设铺平了道路。