大规模RFID系统中快速识别克隆标签算法研究

• 作 者: 冯丁
• 机 构: 太原理工大学
• 出 处: 太原理工大学
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: RFID 克隆标签 多阅读器系统 快速识别

RFID (Radio Frequency Identification)是一种无线射频识技术,可实现自动识别和数据采集,其最大的优点是非接触识别。除此之外,RFID系统在阅读距离、抗干扰能力、读取速等方面都有显著优势,因而被广泛的应用在仓库管理、电子支付、目标监测与跟踪等各个领域。随着科技与经济的的快速发展,人们对各类商品的需求量也迅速增加,随之出现了大量的假冒伪造产品,虽然商家们不断的寻求防假防伪的手段,但仍无法彻底杜绝假冒伪造产品。假冒伪造产品给世界政治、经济、文化等各方面造成了巨大损失,已成为世界性难题。商品尤其是与人们生命安全密切相关商品的防伪一直受到全世界的关注。大规模使用的RFID系统在展现其优势的同时也暴露了其自身存在的缺陷,标签的可复制性(即克隆标签)成为防伪的绊脚石。电子标签的价格低廉,结构简单,安全性较差,为了提高其安全性,一些防克隆协议使用加密的的方法增加标签克隆的难度,这种方法并不能彻底杜绝克隆攻击,而且需要额外的硬件资源和密钥管理策略,这对于低成本的标签是很难实现的。贴有克隆标签的商品拥有正常商品的一切属性,因此通过查询防伪、认证等均无法辨别其真假。通过研究发现,克隆攻击不能简单的通过提高电子标签的硬件结构来解决。近些年,不少专家学者开始研究克隆标签检测算法,现存的克隆攻击检测算法多利用标签ID的唯一性,每个标签都有唯一的ID,如果某个标签ID同时对应多个属性(如标签位置、同步密钥等),那么说明该标签受到了克隆攻击。然而这些算法必须要对标签ID进行广播,这样就泄露了用户或者商品的信,不适用于对隐私敏感的应用中。还有一些其他的算法虽然不需要广播标签的ID,但仅局限于检测是否有克隆标签存在,而不能检测出所有的克隆标签。此外,克隆标签的检测还应符合实际应用,对于无源标签,通信距离是非常有限的,即使是有源标签,其通信距离也只有100英尺左右,因此,在大型RFID系统(标签个数少则几万,多则数以亿计)中一般有多个RFID阅读器,而传统的算法只适合在单一阅读器的RFID系统中。本文中,我们针对现存算法的不足,提出一种新的克隆标签识别算法——大规模RFID系统中快速识别克隆标签算法(CAIP)。该算法首次提出在多阅读器的大规模RFID系统中识别所有克隆标签。首先,我们利用布鲁姆过滤器快速查找待检测阅读器覆盖范围内的所有标签,然后利用多Hash函数为每个标签分配一个单一时隙,阅读器通过检测各时隙的状态来判断标签是否受到克隆攻击。经过仿真证明,该算法能在多个阅读器的RFID系统中迅速识别所有的被克隆标签。