基于PUF和LFSR的RFID系统安全机制

物理不可克隆函数技术是当今RFID系统安全技术领域的最新突破,特别是应用于低成本标签制作。本文就已提出的PUF系统的仲裁器做出了一些改进,采用两级触发器来提高系统的稳定性,并利用LFSR产生的伪随机序列来作为PUF的激励序列。本文对综合和布局布线后的晶体管级的电路做流片前的后端仿真,采用的是Silterra 0.13um的工艺库。实验结果表明：该方案硬件资源消耗少满足低成本RFID的要求,并且改进后的PUF系统的稳定性得到了提高。     

一种低资源消耗的物理不可克隆函数FPGA设计

针对传统仲裁器物理不可克隆函数(PUF)在FPGA上实现后唯一性很差,而且资源消耗代价大的问题,在分析FPGA Slice的结构基础上,设计了一种新型结构的仲裁器PUF电路,该电路大幅度地提高了唯一性,大大减少了FPGA的资源消耗,使得仲裁器PUF可应用于FPGA.基于此提出了一种对传统仲裁器PUF结构改进的方案,利用Slice之间的对称性来提升PUF的唯一性,并充分利用Slice内部的组合逻辑资源以降低资源消耗.实验测量了片间海明距离和片内海明距离,评估了64bit的仲裁器PUF电路的唯一性和稳定性,结果表明:改进后的仲裁器PUF非常适合在FPGA上实现,能够降低62.5%的资源消耗,并且唯一性比较接近理想值.     

基于PUF的安全协议研究

随着物联网的发展,传统的身份验证协议逐渐显现出弊端,无论是从成本方面还是安全性方面它们都不适合资源受限的物联网设备。而物理不可克隆函数(PUF)作为一种极具前景的新型硬件安全原语,已经成为在这些系统中构建安全协议的一种日益流行的技术。首先介绍PUF的概念以及意义,其次分析基于PUF的安全协议发展状况及研究趋势,然后重点对基于PUF的射频识别(RFID)安全协议进行详细的介绍并对其优缺点进行分析,最后提出未来的研究方向以及面临的挑战。     

基于动态亚阈值的延迟型PUF电路设计

物理不可克隆函数(Physical?Unclonable?Function,?PUF)电路能有效抵御侵入式物理攻击,但随着芯片集成度以及物联网技术的不断提高,模型攻击、有限能耗预算等不仅严重威胁PUF电路的安全性,而且限制PUF电路的能效.通过对PUF电路以及亚阈值逻辑的研究,提出了一种基于动态亚阈值的延迟型PUF电路...     

射频识别LMAP协议改进研究

安全问题是射频识别技术领域的重要问题,轻量级安全协议成为该技术领域研究的主流.针对轻量级相互认证协议易受克隆攻击、去同步攻击等安全隐患问题,在对原有协议分析的基础上提出了系列改进措施,即通过对原有协议增加时间戳机制、物理不可克隆函数(physical unclonable function,PUF)电路以及改进密钥的生成方式来提高协议的安全性,并利用BAN逻辑对改进协议的安全性进行形式化证明.从安全性、计算量和存储量等方面将改进协议与其他协议进行比较,结果表明,协议安全性高,计算量小,也适合标签的存储量,在射频识别领域安全方面具有一定的应用价值.     

一种基于 PUF 的低成本 RFID 认证协议分析与改进

分析了一种基于物理不可复制（PUF） RFID认证协议的安全性,通过中间人篡改协议通信内容,指出该协议容易遭受去同步攻击和整体揭露攻击,给出了攻击的细节,并将原有协议进行改进。对比分析表明：改进的协议成本低,安全性高,具有极强的隐私性,并可有效的避免上述攻击问题。     

一种增强的低成本RFID安全协议研究与实现

本文在现有低成本RFID安全协议的基础上,设计了一种增强型的低成本RFID安全认证协议。新协议在读写器中加入了随机数发生器,采用ID动态刷新机制和双向认证模式,使得新协议能够有效抵抗非授权访问、假冒攻击、重放攻击、DoS攻击等安全攻击,在提高安全性的同时,提高了认证协议的可用性。对改进后的协议安全性的理论分析表明安全性可以得到保证,而且可以在低成本RFID系统中得以实现。     

超轻量级双向认证协议PUMAP的安全性分析

研究基于物理不可克隆函数的超轻量级射频识别技术（RFID）双向认证协议（PUMAP）的安全性. 分析该协议的认证过程,发现窃听一次认证过程就能够得到移位操作的移位位数,简化认证协议中的公式,再通过计算可得到阅读器与标签之间的共享秘密信息. 此外,PUMAP不能够防止位置跟踪攻击. 分析结果表明PUMAP是不安全的,安全性能达不到RFID系统的基本要求.      

产生适用于CDMA系统最佳扩频序列的新方法

在多用户CDMA系统中,为了提高扩频通信的抗多址干扰(MAI)能力,改善系统容量.提出了方便实用的能产生最佳扩频序列的系统模型,该模型由两级多层前馈网络(2-MFNN)级联组成,前级网络用于重建混沌吸引子,后级网络对前级网络输出的混沌序列进行变换,所得序列具有良好的相关性.模型产生序列的方法满足MAI最小的最佳扩频序列的要求.MFNN的学习算法采用具有对复杂的多峰值函数进行全局优化能力的克隆选择算法,以提高网络的学习能力,最后,应用柏内庭Lyapunov指数对该网络产生的序列是否具有混沌性态进行检验,并对网络输出的序列性能通过对整个序列集合的相关函数的均方值取平均进行了评估.计算结果表明,由该网络产生的序列不但具有混沌性态而且具有优良的相关特性,可以将其作为良好的混沌扩频序列发生器,适合于大容量CDMA通信系统.     

一种改进的射频识别数据自适应清洗算法

根据射频识别(RFID)数据特性,对RFID数据自适应清洗算法SMURF进行改进,使其能够更加高效率地处理RFID漏读数据.实验证明,改进后算法较原算法性能更加优越,准确率和稳定性有了进一步提高.     

基于RFID系统的隐私保护技术

考虑到RFID系统中日益突出的隐私问题,分析比较了国内外众多文献,讨论了RFID系统可能存在的攻击并定义了其隐私保护需求,回顾了已有的各种RFID隐私保护技术,尤其是基于密码技术的RFID隐私保护协议,其按认证标签的时间复杂度又可分为3类:线性时间、对数级时间和常数级时间复杂度.随后从符号操作方法和计算复杂性方法2个大类出发,重点比较了多个RFID隐私保护模型,其中计算复杂性方法又可细分为基于不可区分性和基于不可预测性2类.研究表明:在设计协议时还需要在隐私性和成本之间做好平衡,同时急需一个统一的被广泛接受的隐私保护模型作为评价RFID隐私保护性的通用标准.     

基于RFID供应链的双轨迹克隆检测方法

针对传统基于射频识别技术(radio frequency identification,RFID)的克隆检测方法面对供应链动态变化、标签误读的局限性,提出一种简单、有效的基于轨迹的克隆检测方法.该方法通过在标签中写入验证序列,使得随着标签随产品在供应链中流动,正版标签和克隆标签因验证序列的不断更新而出现不同,而且标签中的验证序列随时间变化会呈现一定的规律,于是形成一条序列轨迹,结合标签事件信息中业务动作的一致性形成2条轨迹,即双轨迹.该方案通过评估2条轨迹的正确性来发现克隆,在评估克隆存在时充分考虑了标签误读、误写、事件丢失以及错误运输.使用Arena对供应链进行建模和仿真.仿真表明,该方案对供应链动态变化具有灵活性,同时在牺牲较小通信量的情况下,有效地提高了检测性能.     

基于PPUF的高效RFID隐私认证协议

基于PPUF技术,设计了一个具有隐私保护功能的RFID认证协议RPAP．在协议RPAP中,仅要求标签配置一个PPUF函数,而不需要具备其它的计算能力,因此其标签的生产成本低;另一方面,PPUF函数的不可预测性和不可克隆性保证了RPAP协议具有强隐私性:证明了它能抵抗包括破解攻击在内的各种隐私安全攻击;同时PPUF函数的可仿真性保证了协议RPAP具有高效性和良好的可扩展性．     

RFID安全协议的数据去同步化攻击

为了分析无线射频识别(RFID)安全协议的数据去同步化攻击问题,对串空间模型进行了扩展,引入了分析RFID安全协议数据去同步化攻击的能力,并给出了数据去同步化攻击的判定定理.在扩展的串空间模型下,对近年来提出的一个基于哈希函数的RFID安全协议和一个无需后端数据库的RFID认证协议进行了分析,发现了针对这2个RFID安全协议的数据去同步化攻击,该攻击破坏了协议的可用性.分别对这2个RFID安全协议进行改进,改进后的RFID安全协议克服了存在的安全隐患,能够抵御数据去同步化攻击.     

基于判决HMM和改进Viterbi的钢琴指法自动标注方法

现有的一阶隐马尔可夫模型(hiddenMarkovmodel,HMM)用于钢琴指法标注不能结合音符序列的长程信息,导致标注结果存在物理不可弹指法,且演奏效率较低,因此本文提出了一种基于判决隐马尔可夫模型和改进维特比算法的钢琴指法自动标注算法.结合指法规则的先验知识,在HMM中引入了判决函数,从而能够去除错误的穿跨指和超出可弹跨度的指法.在预测指法路径时,改进了维特比算法的寻优规则,首先根据先验知识对音符序列进行八度分段,并改进初始指法的确定方法,最后选择穿跨指数最少、演奏效率最高的指法序列为最优指法.为了表征算法的性能,文中还提出了不可弹指法占比率和欠合理率两种新的评价指标来衡量指法的可弹性和演奏效率.通过实验验证,文中算法相较于现有标注模型在一致率和两种新的指标上提升效果显著.另外,为了对比在小数据集下传统方法和深度学习方法的性能,还与Bi-LSTM+CRF进行了对比实验,训练时分别采用原始音符序列和音符差分序列,实验结果显示利用音符差分序列可以有效提高标注结果的一致率,由此可见,相较于原始音符序列,指法标注和音符差分序列的关系更密切,从而进一步验证了本文算法结合音符差分信息改进HMM的有效性.但现有数据量下,深度学习模型在不可弹指法率和欠合理率上差于本文算法.     

RFID中间件消息分发系统(英文)

近几年来,RFID技术取得了长足发展。更低成本、更高可读性的RFID标签的出现,极大的促进了RFID应用的扩展。然而任何一个RFID大规模应用,都离不开RFID中间件的作用。来自各种阅读器的数据经RFID中间件过滤、分组和计数后,这些数据被分派给各种应用。因为不同应用需要不同数据,所以中间件必须适应这些应用的特点。当存在许多RFID应用时,就必须要调整中间件以满足这些应用的需要。为每一个应用更改中间件,这将消耗更多时间和精力。构造了一个发布/订阅系统来满足中间件和应用程序之间数据交换的需求,并且根据这种设计,有可能使中间件独立于应用程序。当应用需求变化时,仅仅是重新订阅。这种做法提高了中间件的灵活性。     

通用可组合的RFID搜索协议

为了解决对无线射频识别(RFID)标签的安全搜索问题,对RFID搜索协议的安全需求进行了分析.基于通用可组合模型,提出了RFID搜索理想函数.利用伪随机函数原语,设计了一个轻量级不需要后端数据库的RFID搜索协议.该搜索协议安全地实现了搜索理想函数的功能,能够满足隐私保护、匿名、不可追踪、防窃听攻击和并发安全性等要求.     

基于DSSS-LFM-FRFT的ZigBee网络中抗RFID干扰研究

针对传统解决ZigBee/RFID(radio frequency identification)2种设备的信号同频干扰问题,采用信道调度算法存在频谱资源利用率低、通信效率低等问题,量化分析了两者信号冲突成因,并提出了基于直接序列扩频再线性调频的分数阶傅里叶变换自适应抗干扰方法(direct sequence spread spectrum-linear frequency modulation-fractional Fourier transform,DSSS-LFM-FRFT)。该方法将传统的ZigBee直接序列扩频技术进行改进,当系统检测到信号干扰时,在接收机解扩之前进行干扰抑制,通过线性调频再扩频技术展宽ZigBee信道信号频谱,接收机前端利用分数阶傅里叶变换滤除掉干扰信号之后再进行分数阶傅里叶逆变换,通过解扩还原信号。实验结果表明,该方法与传统DSSS比较,不仅提高了系统的抗干扰能力,还降低了误码率,实现了ZigBee/RFID共存时高效率通信,提高了无线网络频谱资源利用率。     

基于Apriori改进算法的频繁路径挖掘——以实现图书移动路径挖掘为例

采用基于Apriori思想的挖掘算法来实现图书频繁路径的挖掘,并以此产生[图书(类别)—图书(路径)]的关联规则,这对及时了解读者的信息需求,合理配置图书馆的文献资源、提高资源的利用率、改进图书的服务质量等都发挥着积极的作用。同时考虑到RFID系统中数据量大的特点,对Apriori经典算法进行了改进,使用改进的算法后不仅减少了挖掘所需的时间,还大大提高了挖掘工作的效率。     

改进防碰撞算法在RFID考勤系统中的应用研究

目的解决目前一些基于RFID的考勤系统因标签碰撞造成数据识别率低、系统稳定性差等问题。方法对现有的RFID防碰撞算法进行了分析,在传统的帧时隙ALOHA防碰撞算法基础上,提出了一种改进的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法。结果构建了基于RFID的考勤系统架构,实现了人员考勤信息的记录及防止代替签到情况的发生。此外,还给出了改进的RFID防碰撞算法的详细过程。结论改进算法能够让系统以高吞吐量工作,缩短了识别时间,提高了系统的整体性能。