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近年来,近距离无线通信(Near Field Communication,简称NFC)技术成为学术界和产业界研究的热点。NFC技术从2002年被提出至今发展迅速,并得到了广泛应用,特别是在移动支付领域,NFC技术具有得天独厚的优势。随着技术的不断发展,其安全性备受关注,尤其是作为电子交易的安全基础,客户身份识别成为当前NFC技术的研究重点。 本文首先对NFC技术的研究现状、发展前景,尤其是安全性方面的研究进展进行了梳理,发现目前NFC身份安全认证解决方案普遍借助第三方认证平台,其高功耗和高成本不利于NFC技术的推广和普及。针对这一突出问题,本文采用具有良好单向性的Hash函数设计了一种安全认证算法,具有轻量级、本地化等特点。同时借鉴RFID中的较为成熟的HLAP及IHLAP算法,本文对其进行了优化改进,在降低存储量、功耗及出错率方面,进行了适用于NFC传输系统的设计。最终提出了一种轻量级的基于Hash函数的可解码低存储的本地安全认证算法I2HLAP,提高了移动支付安全认证的安全性和便捷性。 然后,区别于原有的Windows Socket验证方法,本文提出了一种基于Java Socket网络编程语言的安全认证模拟方法,对I2HLAP进行了软件模拟,并验证了该算法在各种中间人攻击下的稳定性,验证结果表明该算法可以抵御各种中间人攻击,达到了预期的设计目标。 最后,本文以NXP公司的PN512 NFC专用收发芯片作为主体,设计了一种NFC通信系统,包括电源电路、串行通信接口电路、控制电路和印刷天线电路等,利用PADS软件平台完成了电路原理图和PCB版图的设计,并基于所设计的系统对本文提出的安全认证算法进行了验证。