[发明专利]一种基于PUF的轻量级RFID标签所有权转移通信认证方法

说明书

本发明公开了一种基于PUF的轻量级RFID标签所有权转移通信认证方法，属于RFID技术领域。本发明方法首先进行标签原所有者与标签之间的双向认证通信，然后是标签原所有者与标签新所有者之间进行标签相关密钥信息传输，最后是标签新所有者与标签之间的双向认证通信。在标签所有权转移过程中标签原所有者与标签新所有者直接进行通信传输标签相关密钥信息，因此在本方法中不需要依赖可信第三方可以直接完成标签所有权的转移操作。本发明方法实现了低成本RFID标签的轻量级所有权转移认证，确保标签转移认证过程中的通信安全。

技术领域

本发明公开了一种基于PUF的轻量级RFID标签所有权转移通信认证方法，属于RFID的技术领域。

背景技术

无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是一种使用无线射频技术在开放的环境下能够自动识别物体和人等目标的技术。RFID系统一般包含后端数据库、阅读器及标签三部分，后端数据库和阅读器之间的通信信道一般被认为是安全的；而阅读器和标签之间通过不安全的无线信道通信，所以在两端间交互传输的交互信息非常容易受到如克隆攻击、伪造攻击、窃听攻击、去同步攻击等多种恶意攻击。

低成本的无源RFID标签附着粘贴在物品表面经常被用于供应链管理体系中，标签所标识物品的所有权随物品的流动而不断发生变化。因此，在标签所有权发生转移过程中的安全和隐私问题是影响RFID技术在供应链中广泛应用的主要因素之一。由于低成本的无源RFID标签的计算能力、存储空间等诸多因素的硬件限制，无法在低成本标签上采用传统加密算法确保整个RFID系统的安全性，为了确保物品信息在供应链管理中的安全性和物品所有者的隐私性，设计适用于低成本的无源RFID标签所有权转移协议具有重要意义。

依据标签所有权转移过程是否要引入可信第三方(Trusted Third Party，TTP)将协议大致分为两类：一类是需要依赖可信第三方的标签所有权转移协议，协议的身份认证以及密钥更新等工作都由可信第三方完成，在保证协议安全性的同时增加了阅读器和标签与可信第三方的通信成本；另一类是无需引入可信第三方的标签所有权转移协议，标签所有权的原所有者和新所有者可直接通信完成标签所有权的转移。

物理不可克隆函数(Physical unclonable function，PUF)是一组微型延迟电路。基于在制造期间自然发生的物理变化具有独特的特性，即使用相同的设计、封装和制造工艺也不可能制造出两个完全相同的芯片，因此使用PUF技术的芯片具有抗克隆功能。PUF是通过一种挑战-响应机制进行验证，原理是基于PUF制作过程中产生的独特的差异，会生成无数且唯一的挑战—响应对，挑战与响应之间的映射取决于诸如温度、电压供应、老化和电磁干扰等噪声，因此PUF的输出具有随机性、不确定性，对于相同挑战的响应也是不可预测的。