[发明专利]一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法

说明书

技术领域

本发明属于无线射频识别(RFID)技术领域范畴，具体涉及一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法

背景技术

射频识别技术在现今的物流管理、货物和危险品的监控追踪管理、民航的行李托运等方面已经有相当成熟的应用。射频识别技术和二维码、条形码等其他识别技术相比，优点主要在于：(1)既可以利用标签自身携带的信息，还可以利用阅读器对标签信息进行便捷更改。(2)可远距离读写标签，并且可以同时识别多个标签，其信息存储量大，数据安全，可重复使用。

射频识别技术的原理是利用感应识别特定的射频标签(RFID Tags)发出的无线电波特定频段的能量，或由电子标签主动发送某一频率的信号，进行非接触式双向通信，完成目标识别和数据交换目的。射频标签是产品电子代码(EPC)的物理载体，附着于可跟踪的物品上并可对其进行识别和读写。

在常见的物流管理和物品追踪管理中，经常利用射频标签电子代码(EPC)的唯一性来防伪和追踪，其原理是：射频标签被附加在物品上，使它成为物品不可分割的一部分。当射频标签“被迫”与物品分离时，物品的“完整性”被破坏，物品被认为防伪结束。在上述环节中，造假者可能会破坏物品后使用相同EPC的伪造射频标签来伪装物品未受到损害。目前通常使用的标签防伪技术手段还不够完善，受到应用环境诸多因素的限制，未能有效地制止假冒的行为。因此，基于RFID物理层特征的标签可信认证方法，具有十分重要的意义和作用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提出一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法，克服相同EPC的伪造射频标签难以被察觉的困难，并具有准确的高，成本低的优点。

一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法，该方法应用于物流运输的物品上，包括以下步骤：

步骤1，在一个物品表面部署两个被动式RFID标签，组成标签对；

步骤2，构建认证区域，所述认证区域包括标签对、RFID阅读器和监听设备，所述监听设备同时能够收到RFID阅读器的发送信号和标签对反向散射回RFID阅读器的信号；

步骤31，在认证区域内，在时间T内通过监听设备监听RFID阅读器和标签对的通信信号，获取时间T内的通信信号的物理层信息；

步骤32，从所述物理层信息中解析出RFID阅读器发送的命令，截取RFID阅读器发送的命令ACK与QUERY/QREP/QADJ之间的信号，得到EPC信号段；

步骤33，将步骤32得到的EPC信号段进行FFT，得到FFT后的EPC信号段，选取FFT后的EPC信号段在[TL,TH]区间内的信号段作为选取的EPC信号段，利用聚类算法将选取的EPC信号段中两个RFID标签的EPC信号段分开，得到两个EPC信号段；其中，TH>TL>0；

步骤34，设两个RFID标签分别为标签1和标签2，将标签1的EPC信号段中选取从EPC起点到第N个数据的N个数据作为信号段P₁，将标签2的EPC信号段中选取从EPC起点到第N个数据的N个数据作为信号段P₂，通过式(1)得到差值信号段S：

s_i＝p_2i-p_1i

S＝[s₁,s₂,…,s_i,…,s_N](1)

式(1)中，i∈[1,N]；N为大于1的整数；P₁＝[p₁₁,p₁₂,…,p_1i,…,p_1N]；P₂＝[p₂₁,p₂₂,…p_2i,…,p_2N]；

步骤35，对差值信号段S进行FFT后，再通过低通滤波器，得到处理后的差值信号段，对处理后的差值信号段中的采样点a至b区间进行归一化处理，b＞a，b∈[1，N]，a∈[1，N]，得到归一化后的信号段；

步骤36，设归一化后的信号段为S＇，将S＇作为一个训练样本；

其中，s′＝[s₁′,...,s_j′,...,s_n′]，n＝b-a+1；

重复步骤31～35L次，选取M个训练样本作为训练样本集Train；

步骤37，通过式(2)得到训练样本集的特征值集合