基于循环分组的RFID群组标签所有权转移协议

doi:10.3969/j.issn.1671-1122.2020.09.021

信息网络安全 ›› 2020, Vol. 20 ›› Issue (9): 102-106.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2020.09.021

基于循环分组的RFID群组标签所有权转移协议

沈金伟¹, 赵一¹^,²(), 梁春林¹^,², 张萍³

1. 广东海洋大学数学与计算机学院,湛江 524000
2. 湛江湾实验室南海渔业大数据中心,湛江 524000
3. 广东医科大学第一临床医学院,湛江 524023

收稿日期:2020-07-16 出版日期:2020-09-10 发布日期:2020-10-15
通讯作者: 赵一 E-mail:ivwepriu@sina.com
作者简介:沈金伟（1987—）,男,湖北,讲师,硕士,主要研究方向为信息安全技术、协议形式化分析技术|赵一（1984—）,男,湖北,讲师,博士,主要研究方向为软件工程、人工智能、信息安全|梁春林（l975—）,男,广东,副教授,硕士,主要研究方向为软件工程、信息安全|张萍（1986—）,女,山西,硕士,主要研究方向为信息技术
基金资助:
南方海洋科学与工程广东省实验室自主立项重大项目(ZJW-2019-08)

RFID Group Tag Ownership Transfer Protocol Based on Cyclic Grouping Function

SHEN Jinwei¹, ZHAO Yi¹^,²(), LIANG Chunlin¹^,², ZHANG Ping³

1. College of Mathematics and Computer Science, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524000, China
2. Marine Resources Big Data Center of South China Sea, Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory, Zhanjiang 524000, China
3. The First Clinical Medical College of Guangdong Medical University, Zhanjiang 524023, China

Received:2020-07-16 Online:2020-09-10 Published:2020-10-15
Contact: Yi ZHAO E-mail:ivwepriu@sina.com

摘要/Abstract

摘要：

文章设计了一种循环分组函数,并基于该函数提出一种改进的RFID群组标签所有权转移协议,给出了基于GNY逻辑的协议安全性证明。新协议标签端不需要伪随机数发生器,具有超轻量级特性,同时改进了协议交互方式,解决了拒绝服务攻击漏洞问题。该协议能够抵抗数学分析攻击等常见的恶意攻击,协议标签端计算量更少,性能更优越。

关键词: RFID, 群组, 所有权转移议, GNY逻辑

Abstract:

This paper designs a cyclic group function with many group transformation; and an improved RFID group tag ownership transfer protocol based on this function is proposed, then this paper gives the protocol security proof based on GNY logic. The tag side of the new protocol does not need pseudorandom number generator, which is characterized by ultra-lightweight level. At the same time, the protocol interaction mode is improved to solve the problem of denial of service attack vulnerability. The protocol can resist the common malicious attacks, and the tag side of the protocol has less computation and better performance.

Key words: RFID, group, transfer of ownership, GNY logic

中图分类号:

TP309

沈金伟, 赵一, 梁春林, 张萍. 基于循环分组的RFID群组标签所有权转移协议[J]. 信息网络安全, 2020, 20(9): 102-106.

SHEN Jinwei, ZHAO Yi, LIANG Chunlin, ZHANG Ping. RFID Group Tag Ownership Transfer Protocol Based on Cyclic Grouping Function[J]. Netinfo Security, 2020, 20(9): 102-106.

图/表 7

图1

表1

表2

图2

图3

图4

表3

参考文献 12

[1]	ZHOU Zhou, PENG Changgen, YANG Yulong, et al. RFID Ownership Transfer Protocol for UC Security in Supply Chain Environment[J]. Computer Application Research, 2016,33(1):249-254.
[2]	YIN Shoujun. An Improved Security RFID Group Tag Ownership Transfer Protocol[J]. Computer Engineering, 2019,45(2):134-138, 143. doi: 10.19678/j.issn.1000-3428.0050282 URL
[3]	ZUO Yanjun. Changing Hands Together: A Secure Group Ownership Transfer Protocol for RFID tags[C]// IEEE. The 43rd Hawaii International Conference on System Sciences, January 5-8, 2010, Honolulu, Hawaii, USA. New Jersey: IEEE, 2010: 1-10.
[4]	GAURAV K, ZHOU Wei, SELWYN P. Multi-tag and Multi-owner RFHD Ownership Transfer in Supply Chains[J]. Decision Support Systems, 2011,52(1):258-270. doi: 10.1016/j.dss.2011.08.002 URL
[5]	YANG M H. Secure Multiple Group Ownership Transfer Protocol for Mobile RFID[J]. Electronic Commerce Researchand Applications, 2012,11(4):361-373.
[6]	LI Tieyan, DENG R H. Vulnerability Analysis of EMAP-an Efficient RFID Mutual Authentication Protocol[C]// IEEE. The 2nd International Conference on Availability, Reliability and Security, April 10-13, 2007, Vienna, Austria. New Jersey: IEEE, 2007: 238-245.
[7]	RAPHAEL C W P. Cryptanalysis of a New Ultralightweight RFID Authentication Protocol-SASI[J]. IEEE Transactions on Dependable and secure Computing, 2009,6(4):316-320. doi: 10.1109/TDSC.2008.33 URL
[8]	AVOINE G, CARPENT X, MARTIN B. Privacy-friendly Synchronized Ultralightweight Authentication Protocols in the Storm[J]. Journal of Network and Computer Applications, 2012,35(2):826-843. doi: 10.1016/j.jnca.2011.12.001 URL
[9]	SHEN Jinwei, LING Jie. An Improved Ownership Transfer Protocol for Ultra-lightweight RFID[J]. Computer Science, 2014,41(12):125-128.
	沈金伟, 凌捷. 一种改进的超轻量级RFID所有权转移协议[J]. 计算机科学, 2014,41(12):125-128.
[10]	GAN Yong, WANG Kai, HE lei. Multi-owner Internal Weight Change Ownership Conversion Protocol with TTP[J]. Computer Science, 2019,46(z1):370-374.
	甘勇, 王凯, 贺蕾. 带TTP的多所有者内部权重变化所有权转换协议[J]. 计算机科学, 2019,46(z1):370-374.
[11]	WANG Ping, ZHOU Zhiping. Improvement of a Cloud-based RFID Ownership Transfer Protocol[J]. Netinfo Security, 2017,17(8) 60-68.
[12]	ZHAO Li, SUN Min. Ownership Transfer Scheme of RFID Group Tag Based on Group Signature[J]. Computer Engineering and Design, 2019,40(2), 317-322, 335.
	赵丽, 孙敏. 基于组签名的 RFID群组标签所有权转移方案[J]. 计算机工程与设计, 2019,40(2):317-322,335.

符号	说明
G_f	群组标识
T_i	合法的群组标签i
D_n/D_o	标签新所有者/原所有者
IDS_i,IDS_i_{_}_old	标签i本次/上一次通信匿名标识
K_g,K_g_{_}_old	标签i本次/上一次通信群组密钥
K_i,K_i_{_}_old	标签i本次通信/上一次通信密钥
M_i	协议第i条通信消息
time	时间戳,默认为3 min
N_x	标签的秘密数
Rot(X,Y )	循环移位运算
Mixbits(X,Y )	非线性函数
F(X,Y )	混合分组合成运算函数
FLAG	标签群组转移标志位
N_r	阅读器产生随机数

通信消息符号	符号说明
M₁	ruest\|\|G_f
M₂	M₁\|\|time\|\|IDS_i⊕N_r\|\|Rot(N_r,K_i)
M₃	K_i⊕N_x\|\|Rot(IDS_i⊕N_x,N_r)
M₄	transfer\|\|G_f\|\|Info
M₅	N_x⊕N_r\|\|Mixbits(IDS_i,N_r)
M₆	IDS_i⊕K_g
M₇	Success\|\|G_f
N_x更新	Mswcf(Rot(IDS_i,N_x),N_r)
IDS_i更新	Mixbits(IDS_i,N_x)
K_i更新	K_i⊕K_g
K_g更新	Rot(K_g,N_r)

操作协议	Sac(X,Y )	⊕	F(X,Y )	Rot(x,y)	Mixbits(x,y)	PRNG	比较
文献[12]	8T	7T	1T	0T	0T	2T	6T
本文协议	0T	6T	0T	4T	2T	0T	4T

[1]	王利, 李二霞, 纪宇晨, 李小勇. 基于PUF的抗物理克隆RFID安全认证协议[J]. 信息网络安全, 2020, 20(8): 89-97.
[2]	韦永霜, 陈建华, 韦永美. 基于椭圆曲线密码的RFID/NFC安全认证协议[J]. 信息网络安全, 2019, 19(12): 64-71.
[3]	赖成喆, 王文娟. 面向车队的安全且具备隐私保护的移动性管理框架[J]. 信息网络安全, 2018, 18(7): 36-46.
[4]	张小红, 郭焰辉. 基于椭圆曲线密码的RFID系统安全认证协议研究[J]. 信息网络安全, 2018, 18(10): 51-61.
[5]	李智聪, 周治平. 物联网中增强安全的RFID认证协议[J]. 信息网络安全, 2018, 18(1): 80-87.
[6]	王萍, 周治平. 一种基于云的RFID所有权转移协议的改进[J]. 信息网络安全, 2017, 17(8): 60-68.
[7]	杨玉龙, 彭长根, 郑少波, 朱义杰. 基于移动智能终端的超轻量级移动RFID安全认证协议[J]. 信息网络安全, 2017, 17(5): 22-27.
[8]	赖成喆, 郑东. 3GPP认证和密钥协商协议综述[J]. 信息网络安全, 2016, 16(8): 24-31.
[9]	马庆, 郭亚军, 曾庆江, 徐铎. 一种新的超轻量级RFID双向认证协议[J]. 信息网络安全, 2016, 16(5): 44-50.
[10]	张玉婷, 严承华. 一种基于双向认证协议的RFID标签认证技术研究[J]. 信息网络安全, 2016, 16(1): 64-69.
[11]	杨元原, 陆臻, 顾健. RFID安全协议追踪攻击的形式化分析[J]. 信息网络安全, 2015, 15(9): 25-28.
[12]	吴潇, 常成, 覃文杰, 程久军. 基于RFID和数字水印技术的标签防伪验证方法[J]. 信息网络安全, 2015, 15(8): 26-34.
[13]	吴海兵;孙玉绘;刘迅;张旭东. 基于RFID的校车人员安全管理系统[J]. , 2013, 13(2): 0-0.
[14]	胡国胜;方龙雄. RFID系统安全分析[J]. , 2013, 13(2): 0-0.
[15]	王秋晨;王雷;夏鲁宁. 基于RFID的移动存储设备安全管控方案[J]. , 2013, 13(10): 0-0.

基于循环分组的RFID群组标签所有权转移协议

RFID Group Tag Ownership Transfer Protocol Based on Cyclic Grouping Function

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 12

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价