基于rfid技術的智能門禁系統設計碩士論文-資料下載頁

【導讀】{ "error_code": 17, "error_msg": "Open api daily request limit reached" }

　　

【正文】 的算法可以為 AES 標準算法或其他。 Mifarel 的工作原理 當 M1 卡接受到由讀卡器發送的一組固定頻率的電磁波 ,在電磁波的激勵下 ,卡 片的 LC 串聯諧振電路 ,由于其頻率與讀寫器發射的頻率相同 ,使得卡片中的LC 諧振 電路產生共振 ,從而使卡片的內置電容內有了電荷 ,并通過在此電容另一端接有的 一個單向導通的電子泵將電容內 的電荷送到另一個電容內儲存 ,當所積累的電荷達 到 2V 時 ,此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓 ,將卡內數據發射出去或接收 讀寫器的數據。 本設計采用的是無源非接觸式 IC 卡 ,其卡片距離讀卡器的有效范圍是1~15cm, 屬于近耦合卡。 . 整個讀寫卡過程包括裝載密碼、詢卡、防沖突、選卡、驗證密碼、讀寫卡和停 卡。這一系列操作必須按固定的順序進行。在非接觸通訊中 ,為了保證讀寫器和卡 片之間數據傳遞完整、可靠 ,采取以下措施 :一是防沖突算法 ,二是通過 16位 CRC 糾錯 ,三是檢查每字節的奇偶校驗位 ,四是檢查位數 ,五是用 編碼方式來區分“ l”、 “ 0”或無信息 ,而 Mifarel 卡片采用的是防沖突算法 ,在進行硬件復位后就進入防沖突 機制。并且 Mifarel 卡是針對用戶便捷操作的需要來進行優化的 ,高速的數據傳輸使 得用戶不必在讀卡器天線處停留 ,能夠形成高通過率 ,這也是本設計中所要實現的 一個目標。 命令由讀卡器發出 ,根據讀寫條件受數字控制單元的控制。當卡上電復位后 , 通過發送 request應答碼 ATQA,符合 ISO/IECl4443A,能夠回應讀寫器向天線范圍內 所有卡發出的 request 命令。并且只有通過了防沖突機制以后才能選 定卡片和通過認 證 ,此后才能進行數據存儲的一系列功能。 M1 卡與讀寫器的通訊流程如圖 所示。 第 2 章基于 RFID 系統理論研究基礎 圖 24M1 卡與讀寫器的通訊流程 咖∞ nM1 a dreader RFID 系統安全與隱私問題 由于 RFID 技術應用的范圍越來越廣泛 ,人們開始對 RFID 系統的安全和隱私問題 越來越關注。 RFID 系統中安全和隱私問題存在于信息傳輸的各個環節。目前 RFID 系統的安全 隱私問題主要集中在 RFID 標簽與讀寫器之間。雖然電子標簽比傳統 條形碼來說安全 性有了很大提高 ,但是 RFID 電子標簽也面臨著一些安全威脅。主要表現為 : 1 跟蹤隱私利用 RFID 閱讀器能夠讀取標簽信息的能力來進行跟蹤和定位。 2 標簽數據的非法讀取通過非法讀取標簽數據可以偽造標簽 ,尤其是在一些 門禁和安全系統中 ,標簽作為準入證明和身份的證明 ,其危害性更大。 3 標簽數據的非法篡改這些將給 RFID 系統帶來嚴重影響。 大部分的 RFID 業內人士越來越意識到標簽資料保密的重要性 ,并且一些廠商作 出了很大的努力去解決 RFID 的私隱問題 ,在實際應用中也提出了一些解決方案 ,例 河北科技大學碩 士學位論文 如 : 1 只讀標簽這種方式雖然能夠消除標簽數據被篡改和刪除的風險 ,但是仍 然不能避免數據被非法閱讀的風險。 2 限制標簽和閱讀器之間的通信距離標簽和閱讀器之間的通信距離可以通 過采用不同的工作頻率、天線設計、標簽技術和閱讀器技術來加以限制 ,從而可以 降低非法接近和閱讀標簽的風險 ,但是這仍然不能規避數據傳輸中所存在的風險 , 而且還以損害可部署性為代價。 3 實現專有的通信協議 在對于安全高度敏感和互操作性要求不高的情況 下 ,專有通信協議能夠有效的保證數據的安全。專有通信協議是一套非公有的通信 協議和加解 密方案。通過完善此非公有通信協議和編碼方案 ,可實現數據安全的等 級。但是 ,這樣同時不能與采用工業標準的系統之間的數據實現共享。當然 ,這個 問題能夠通過專用的數據網關來進行處理。 4 屏蔽標簽被屏蔽就意味著喪失了 RF 特征。當在不需要閱讀和通信的時 候 ,特別是卡片內含有金融價值和敏感數據的情況下 ,采用此方法可謂是一種行之 有效的手段。當需要通信的時候可以通過接觸來解除屏蔽。 5 使用殺死命令 KillCommand 在某些特定的情況下可以采用 Kill 命令使 標簽失效。當標簽接收到這個命令之后 ,其功能便被終止 ,不能再采用 發射和接收 數據。屏蔽和殺死都能夠使標簽失效 ,但后者是永久的。特別是當 FID 標簽技術應用 在零售場合 ,為了保護消費者的隱私 ,當消費者在離開賣場的時候必須殺死標簽。 這種方式將使反向跟蹤受到極大的影響 ,比如退貨、維修和服務。因為當標簽被殺 死后 ,相應的信息系統將不能再識別該標簽數據。 6 物理損壞物理損壞通過物理手段來達到徹底銷毀標簽的目的 ,排除了殺 死命令是否能使標簽真正失效的擔憂。但是難以應用于一些嵌入的、難以接觸的標 簽。 7 認證和加密通過采用各種認證和加密手段來實現標簽和閱讀器之間的數 據安全。比如 ,標 簽的數據在閱讀器發送解鎖數據的密碼之前一直處于鎖定狀態。 更嚴格的還可能同時包括認證和加密方案。但是算法的計算能力以及采用的算法的 強度將會影響到標簽的成本。因此 ,此種方式多用于高端 RFID 系統智能卡和高價 值的被標簽物品場合 8 選擇性鎖定這種方法使用一個特殊的稱為鎖定者 Blocker 的 RFID 標簽來 模擬無窮的標簽的一個子集。這一方法可以把阻止非授權的閱讀器讀取某個標簽的 子集。 這一方法克服或者平衡了以上方法的缺點 ,也消除了加密和認證方案帶來的高 成本性。這一方法在安全性和成本之間取得了較好的平衡。需要 的時候 ,Blocker 標 第 2 章基于 RFID 系統理論研究基礎 簽可以防止其他閱讀器讀取和跟蹤其附近的標簽 ,而在需要的時候 ,則可以取消這 種阻止 ,使標簽得以重新生效。 9 推薦安全策略只采用單一的手段是不能徹底保證 RFID 應用的安全。在很 多時候 ,為了實現 RFID 應用的安全需要采用綜合性的多種解決方案。對于采用某些 標準的 RFID 應用 ,LLjzHISO 或者 EPCglobal,標準體系對安全有其自己的考慮和解決。 增強安全性總是會增加額外的開銷。盡管現在業界一直在宣揚低成本的標簽 , 但是隨著 RFID 技術正逐步進入 人們的日常生活 ,其安全問題是遲早要解決的。 高級加密算法 AES 算法由于其標準性和高保密性成為加密算法的首選。在本設 計中 ,主要研究的是被動標簽的安全性以及用 AES加密算法來加強整個 RFID系統傳 輸的數據的安全和保障持卡人信息的隱私安全。主要是提出機遇 AES 算法的認證協 議以及如何將其集成到現有的標準中。此外 ,提出了符合 RFD 低功耗要求的芯片設 計【 17~20】。 系統的安全機制的相關研究 現在 ,人們對于 RFID 系統的安全問題已經做了一些研究 ,并且相關的研究成果 已在一些出版物中公示。 Juels,Rivest,andSzydlo 提出的“阻滯標簽”的方法來去防止用 戶被跟蹤。在一張標簽中含有多位 ID 密碼 ,這樣就可避免標簽被非法的閱讀器唯一 識別和跟蹤。這是一種低廉的安全措施 ,每張標簽的成本僅提高 美元。 Weis 也提出了一種適用于產業化生產的低成本標簽。他在卡片的存取訪問控制 中采用散列鎖機制 ,并且采用隨機散列鎖機制來解決標簽跟蹤問題。但是這種方法 也有它的局限性 :Weis 所作的研究都是假定竊聽者不能監測從標簽中回送的信號 , 使得這種方法并不能在實際中得到廣泛的應用。 Sarma, 提議采用在流通過程中消除標簽的 ID 號在作為反跟蹤的對 策 ,同時他們也提出了對標簽內的信息的保護和介紹了在讀卡器和標簽之間進行相 互認證的方法來實現訪問控制。 JuelsandPappu 提出了一種利用 RFID 標簽來保障紙質貨幣的安全的方法。他們提 議建立一種采用非對稱加密技術機制的 RFID 系統 ,同時配合一些需要物理訪問標簽 的手段。 而在 RFID 手冊中則建議使用身份驗證的機制來實現數據安全性的方法 ,這是本 設計所采用的方式 ,采用一種強大的加密算法來實現身份驗證。 身份驗證 認證是指 物體向其通信對象聲明身份 ,這樣就能有效地避免之前所提到的安全 13 河北科技大學碩士學位論文 問題。如果標簽只允許與經過認證的讀卡器之間進行通信 ,那么標簽跟蹤問題就不 會存在了。未經授權的讀卡器是不能獲取在其讀取范圍內的標簽的信息的。這種讀 卡器和標簽之間的認證機制同時也解決了非法訪問的問題。只有經過授權的讀卡器 才能對卡片實行讀寫功能。標簽認證是指標簽向讀卡器證明其合法性 ,偽造的標