基于PUF的高安全性轻量级RFID三方认证协议

针对射频识别(RFID)三方认证协议存在的安全需求和资源开销难以折中的问题,提出一种基于PUF的高安全性轻量级RFID三方认证协议(PHL-RTAP)。PHL-RTAP协议利用物理不可克隆函数(PUF)实现对标签身份的安全认证,保护标签免受物理克隆攻击,同时降低了标签开销,满足资源受限的RFID系统的需求;采用二次剩余算法实现对阅读器身份的安全认证,保护阅读器的数据隐私;引入随机数抵抗重放攻击,同时保证了阅读器与标签的匿名性和不可追踪性。PHL-RTAP协议实现了服务器、阅读器和标签之间完整的三方认证,可以依据需求扩展RFID系统中阅读器和标签规模,使其适用于大规模标签的RFID系统。安全分析表明:PHL-RTAP协议能够有效抵抗追踪、重放、物理克隆和去同步化等多种恶意攻击,使用BAN逻辑分析法和AVISPA工具证明了协议的安全性。与近期协议的对比分析显示:PHL-RTAP协议弥补了同类RFID协议的安全缺陷,并且计算开销、通信开销和标签存储开销等资源开销都较低,在保证高安全性的同时实现了轻量级,适用于资源受限的RFID三方认证场景。

采用云和PUF的轻量级RFID双标签认证协议

针对医药系统中药品和说明书同时认证的应用需求,提出一种快速双标签身份认证方案。该方案引入云服务器和物理不可克隆函数,确保了射频识别系统的可扩展性和标签的不可克隆性。针对传统射频识别系统逐一认证双标签效率较低的问题,提出一种双标签响应合并流程;针对物理不可克隆函数引发的系统错误认证问题,计算了物理不可克隆函数响应的最佳认证阈值,以降低系统的认证错误率;针对云服务器的不可信问题,提出3种超轻量级位流函数以实现两种加密机制,从而保护前向信道免受云服务器隐私泄露的威胁。安全分析表明,快速双标签身份认证协议可满足标签匿名性和不可追踪性,并能有效地抵抗克隆攻击、去同步化攻击、重放攻击等恶意攻击。此外,使用BAN逻辑分析和AVISPA工具,进一步验证了协议的安全性。与近期的认证协议相比,快速双标签身份认证协议的服务器搜索耗时最短,在满足各项安全属性的同时,以近似单标签的资源开销实现了对双标签的快速认证,适用于资源受限的大规模双标签认证场景。