射频识别技术5数据传输安全性ppt优秀PPT.ppt

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1、5RFID系统数据传输的平安性信息平安概述信息平安主要解决数据保密和认证的问题。数据保密就是实行困难多样的措施对数据加以爱护，防止数据被有意或无意地泄露给无关人员，造成危害。认证分为信息认证和用户认证两个方面，信息认证是指信息从发送到接收整个通路中没有被第三者修改和伪造，用户认证是指用户双方都能证明对方是这次通信的合法用户。RFID系统应用范围的不断扩大，其信息平安问题也日益受到重视。15RFID系统数据传输的平安性密码学的基础概念加密模型 加密和解密变换的关系式：c=EK(m)m=DK(c)=DK(EK(m)25RFID系统数据传输的平安性对称密码体制一种常规密钥密码体制，也称为单钥密码体制

2、或私钥密码体制。在对称密码体制中，加密密钥和解密密钥相同。从得到的密文序列的结构来划分，有序列密码和分组密码两种不同的密码体制。序列密码是将明文m看成是连续的比特流（或字符流）m1m2，并且用密钥序列K=K1K2中的第i个元素Ki对明文中的mi进行加密，因此也称为流密码。分组密码是将明文划分为固定的n比特的数据组，然后以组为单位，在密钥的限制下进行一系列的线性或非线性的变更而得到密文。35RFID系统数据传输的平安性分组密码数据加密标准（DataEncryptionStandard，DES）DES由IBM公司1975年探讨成功并发表，1977年被美国定为联邦信息标准。DES的分组长度为64位，

3、密钥长度为56位，将64位的明文经加密算法变换为64位的密文。高级加密标准（AdvancedEncryptionStandard，AES）新的加密标准，它是分组加密算法，分组长度为128位，密钥长度有128位、192位、256位三种，分别称为AES-128，AES-192，AES-256。45RFID系统数据传输的平安性DES加密算法 Li=Ri-1 RiLi-1f(Ri-1,Ki)从左图可知 55RFID系统数据传输的平安性AES和DES的不同之处有以下几点：DES密钥长度为64位（有效位为56位），加密数据分组为64位，循环轮数为16轮；AES加密数据分组为128位，密钥长度为128，19

4、2，256位三种，对应循环轮数为10，12，14轮。DES中有4种弱密钥和12种半弱密钥，AES选择密钥是不受限制的。DES中没有给出S盒是如何设计的，而AES的S盒是公开的。因此，AES在电子商务等众多方面将会获得更广泛的应用。序列密码(流密码)，其计算困难度低，硬件实现简洁，在RFID系统中获得了广泛应用。65RFID系统数据传输的平安性非对称密码体制公开密钥与私人密钥加密算法E和解密算法D必需满足以下三个条件：D(E(m)m，m为明文；从E导出D特别困难；运用“选择明文”攻击不能破译，即破译者即使能加密随意数量的选择明文，也无法破译密文。RSA算法密钥获得的步骤如下：选择两个大素数p和q

5、，它们的值一般应大于10100；计算n=pq和欧拉函数(n)=(p-1)(q-1)；选择一个和(n)互质的数，令其为d，且1d(n)；选择一个e，使其能满足ed=1mod(n)，则公开密钥由（e，n）组成，私人密钥由（d，n）组成。75RFID系统数据传输的平安性RSA算法加密方法首先将明文看成是一个比特串，将其划分成一个个的数据块M，且满足0Mn。为此，可求出满足2kn的最大k值，保证每个数据块长度不超过k即可。对数据块M进行加密，计算C=Me(modn)，C即为M的密文。对C进行解密时的计算为M=Cd(modn)。演示取p=3，q=11n=pq=311=33，(n)=(p-1)(q-1)=

6、210=20；由于7和20没有公因子，因此可取d=7；解方程7e=1(mod20)，得到e=3；公开密钥为（3，33），私人密钥为（7，33）。假设要加密的明文M4，则密文CMe(mod n)=43(mod 33)=31，接收方解密时计算MCd(mod n)=317(mod 33)=4，即可复原出原文。85RFID系统数据传输的平安性椭圆曲线密码体制（ECC）椭圆曲线Weierstrass方程y2+a1xy+a3y=x3+a2x2+a4x+a695RFID系统数据传输的平安性椭圆曲线的基本ElGamal加解密方案加密算法：首先把明文m表示为椭园曲线上的一个点M，然后再加上KQ进行加密，其中K是

7、随机选择的正整数，Q是接收者的公钥。发方将密文c1=KP和c2=M+KQ发给接收方。解密算法：接收方用自己的私钥计算dc1=d(KP)=K(dP)=KQ复原出明文点M为M=c2-KQ105RFID系统数据传输的平安性RSA算法的特点之一是数学原理简洁，在工程应用中比较易于实现，但它的单位平安强度相对较低，用目前最有效的攻击方法去破译RSA算法，其破译或求解难度是亚指数级。ECC算法的数学理论深邃困难，在工程应用中比较困难，但它的平安强度比较高，其破译或求解难度基本上是指数级的。这意味着对于达到期望的平安强度，ECC可以运用较RSA更短的密钥长度。ECC在智能卡中已获得相应的应用，可不接受协处理

8、器而在微限制器中实现，而在RFID中的应用尚需时日。115RFID系统数据传输的平安性序列密码体制密钥序列产生器进行初始化ci=E(mi)=miKi接收端，对ci的解密算法D(ci)=ciKi=(miKi)Ki=mi须要同步125RFID系统数据传输的平安性m序列由n级D触发器作为移位寄存单元，开关S1，S2，Si，Sn-1用于限制相应某一级Di是否参与反馈的模2加（异或）运算。在时钟信号的限制下，虽然电路无外界激励信号，但能自动产生一个二进制周期序列。135RFID系统数据传输的平安性m序列反馈函数线性移位寄存器的特征多项式145RFID系统数据传输的平安性非线性反馈移位寄存器序列M序列在m

9、序列中，寄位寄存器的值为全0时，系统为静止态。但在非线性反馈的状况下，移位寄存器全0状态可以参与反馈循环，使n级移位寄存器产生的周期序列比m序列长一位，即周期L2n。它包括了n级移位寄存器的全部状态。155RFID系统数据传输的平安性射频识别中的认证技术三次认证过程165RFID系统数据传输的平安性射频识别中的认证技术三次认证过程阅读器发送查询口令的吩咐给应答器，应答器作为应答响应传送所产生的一个随机数RB给阅读器。阅读器产生一个随机数RA，运用共享的密钥K和共同的加密算法EK，算出加密数据块TOKENAB，并将TOKENAB传送给应答器。TOKENABEK(RA,RB)应答器接受到TOKEN

10、AB后，进行解密，将取得的随机数与原先发送的随机数RB进行比较，若一样，则阅读器获得了应答器的确认。应答器发送另一个加密数据块TOKENBA给阅读器，TOKENBA为TOKENBAEK(RB1,RA)阅读器接收到TOKENBA并对其解密，若收到的随机数与原先发送的随机数RA相同，则完成了阅读器对应答器的认证。175RFID系统数据传输的平安性密钥管理应答器中的密钥为了阻挡对应答器的未经认可的访问，接受了各种方法。最简洁的方法是口令的匹配检查，应答器将收到的口令与存储的基准口令相比较，假如一样，就允许访问数据存储器。分级密钥密钥A仅可读取存储区中的数据，而密钥B对数据区可以读写。假如阅读器A只有密钥A，则在认证后它仅可读取应答器中的数据，但不能写入。而阅读器B假如具有密钥B，则认证后可以对存储区进行读写。18精品精品课件件！精品精品课件件！5RFID系统数据传输的平安性密钥管理 初级密钥用来爱护数据，即对数据进行加密和解密；二级密钥是用于加密爱护初级密钥的密钥；主密钥则用于爱护二级密钥。这种方法对系统的全部隐私的爱护转化为对主密钥的爱护。主密钥恒久不行能脱离和以明码文的形式出现在存储设备之外。21