高华 黄稳定 鲁俊

摘要：为了改善RFID无线传感网络中读写器与标签之间安全隐私容易泄漏的问题，在现有安全协议研究基础上，提出一种改进的RFID双向认证协议。该协议包含读写器、电子标签双重认证，通过安全性检测可以有效抵御重传攻击、窃听、位置跟踪、非法读取以及假冒攻击等不安全问题，具有成本低、效率高、安全性好等优点。通过对协议建立理想化模型，利用BAN逻辑形式化分析方法从理论上证明其安全性。通过软件仿真模拟RFID系统，对读写器和标签的双向认证进行仿真测试，证明了协议的实用性。

关键词：射频识别;安全认证协议;安全性分析;BAN逻辑;软件仿真

RFID Mutual Authentication Protocol Based on Hash Function

GAO Hua HUANG Wen ding LU Jun

（1.Academic Affairs Office，University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China;

2.The Third Institute， Ministry of Public Security，Shanghai 201204， China;

3.Shanghai Electric Central Research Institute， Shanghai 200070， China）

Abstract：In order to improve issue of easy leak of privacy between readers and tags in RFID wireless sensor networks， an improved RFID bidirectional authentication protocol is proposed based on the existing security protocols. The protocol includes dual authentication of the reader and the tag， and it can effectively resist location tracking， retransmission attacks， eavesdropping and illegal reading and counterfeiting attacks and other unsafe problems through security analysis with advantages of low cost， high efficiency and high security advantages. BAN logic formalization analysis is used to prove the security of the protocol in theory by establishing an idealized model of the protocol. The two way authentication of the reader and the tag is simulated by software simulation， which demonstrates the practicability of the protocol.

Key Words：radio frequency identification;security authentication protocol;security analysis;BAN logic; software simulation

0 引言

射頻识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是一种利用电磁耦合或者电磁发射实现无接触信息传递，从而实现对目标对象信息数据的获取和自动识别[1]。RFID技术能快速、稳定、可靠地采集数据，同时对数据进行加工，完成响应，已在生活中多个领域得到了应用并充分突显出其强大的实用价值。针对可变RFID系统的安全问题，很多国内外学者已进行大量研究并提出相应的解决方案，促进了RFID系统安全问题研究的发展[2]。认证方案主要分为两大类：一类是物理安全机制，其是使用物理方法完善RFID系统安全性问题的机制;另一类是认证安全机制，其是使用成熟的密码体制以设计满足RFID系统安全性的认证协议。

Hash Lock协议是由Sarma等[3 4]提出的一种安全协议，但很容易受到位置追踪、重传攻击和假冒攻击。Weis等[5 6]提出一种随机化Hash Lock安全协议。……