本站小編為你精心準備了船聯(lián)網(wǎng)中RFID技術(shù)安全探究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《艦船科學技術(shù)雜志》2016年第四期

摘要:

為解決航運業(yè)效率偏低，航運安全存在隱患等問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被引入航運信息化建設(shè)中。船舶物聯(lián)網(wǎng)也被稱為船聯(lián)網(wǎng)。在船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，RFID系統(tǒng)是非常重要的基礎(chǔ)技術(shù)，由于該系統(tǒng)的使用環(huán)境相對開放，存在一定的安全隱患。所以，如何保證RFID系統(tǒng)的安全性，也成為船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵點。本文研究現(xiàn)有的一些安全認證技術(shù)，針對現(xiàn)有安全認證技術(shù)的不足，提出一種基于流密碼雙向安全認證模型，并給出仿真實驗結(jié)果。

關(guān)鍵詞:

船聯(lián)網(wǎng);RFID;安全

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給航運領(lǐng)域帶來深遠影響，航運信息化建設(shè)在改善航運管理、提高航運運營效率以及保障航運安全等方面發(fā)揮了重要作用，雖取得一定成績，但是由于環(huán)境、自然條件以及技術(shù)限制等因素，航運業(yè)效率普遍偏低，航運安全存在隱患。隨著被稱為下一次信息技術(shù)革命的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，船聯(lián)網(wǎng)概念在航運行業(yè)中得到廣泛關(guān)注。船聯(lián)網(wǎng)就是將物聯(lián)網(wǎng)概念與技術(shù)引入航運信息化建設(shè)中。在船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，RFID系統(tǒng)是非常重要的部分，該系統(tǒng)通過射頻識別技術(shù)，以非接觸方式，進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，實現(xiàn)對船舶等目標物的信息采集。RFID系統(tǒng)在相對開放的環(huán)境下使用，由于其常用于存放重要的數(shù)據(jù)信息，其安全問題越來越受人關(guān)注［1］。為了保障RFID系統(tǒng)的安全，研究人員提出了很多安全認證技術(shù)，比如Hash－lock協(xié)議、Hash鏈協(xié)議、O－FRAP協(xié)議等，通過控制訪問來預(yù)防黑客攻擊，達到保護重要數(shù)據(jù)信息的目的［2］。本文研究現(xiàn)有的一些安全認證技術(shù)，針對現(xiàn)有安全認證技術(shù)的不足，提出一種基于流密碼雙向安全認證模型，能夠提高效率，增加安全性和隱私性。最后對模型進行仿真實驗。

1RFID系統(tǒng)組成及其工作原理

1.1RFID系統(tǒng)組成在船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，一個典型的RFID系統(tǒng)由如圖1所示的RFID標簽、讀寫器以及無線網(wǎng)絡(luò)3個部分組成［3］。1)RFID標簽RFID標簽由天線、射頻模塊、控制模塊以及存儲器組成，用于存放船舶信息，比如船舶坐標、船舶身份和船舶環(huán)境等信息。RFID標簽的控制模塊讀取存儲模塊中的信息轉(zhuǎn)換成射頻(RadioFrequency，RF)信號經(jīng)天線發(fā)射發(fā)出，同其他設(shè)備進行通信。2)讀寫器讀寫器由天線、射頻模塊、電源、時鐘發(fā)生器、讀寫模塊等組成。讀寫器通過天線發(fā)射射頻信號來實現(xiàn)對RFID標簽的讀寫操作。讀取的RFID標簽信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的其他設(shè)備。3)無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)主要負責船聯(lián)網(wǎng)中各個設(shè)備間的通信，比如rfid系統(tǒng)和船聯(lián)網(wǎng)其他設(shè)備的通信。

1.2RFID系統(tǒng)的工作流程RFID系統(tǒng)的工作流程如下［4］:1)當讀寫器進行讀寫操作時，讀寫命令的射頻信號通過天線向外發(fā)射。2)RFID標簽接收到讀寫命令信號后，通過控制模塊，對存儲模塊進行讀寫操作。如果是讀操作，控制模塊從存儲模塊讀取信息后，先進行編碼，再生成射頻信號后通過天線向外發(fā)射。3)讀寫器接收到RFID標簽的信號后，先解調(diào)，再解碼，得到原始信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)和船聯(lián)網(wǎng)控制中心進行通信。4)控制中心將所有的RFID標簽信息及其他傳感器數(shù)據(jù)進行匯總分析，再由決策系統(tǒng)進行分析和決策，來實現(xiàn)對不同設(shè)備的控制。

2RFID系統(tǒng)的安全問題研究

2.1RFID系統(tǒng)存在的安全問題在RFID系統(tǒng)中，RFID標簽和閱讀器之間采用射頻技術(shù)進行通信，處于開放環(huán)境，通信信道存在一定的安全問題，很容易遭受黑客攻擊，導(dǎo)致信息泄露，甚至會威脅整個船聯(lián)網(wǎng)的安全。RFID系統(tǒng)中可能存在的安全問題有如下幾個方面:1)嗅探也叫做竊聽攻擊，竊聽者可以在讀寫控制器和RFID標簽通信時進行竊聽，并獲取有用數(shù)據(jù)。而這種竊聽行為可能不會被發(fā)覺。2)重放攻擊竊聽者通過嗅探攻擊獲取數(shù)據(jù)信息后，將其保存，并模擬射頻信號實現(xiàn)和標簽或者讀寫控制器的通信，從而獲取數(shù)據(jù)信息的行為。3)向前安全性攻擊者根據(jù)當前的密鑰信息推導(dǎo)出之前的密鑰，并發(fā)起攻擊的行為。4)位置跟蹤通過非法讀寫控制器獲取RFID標簽的信息，并利用信息實現(xiàn)對RFID標簽的跟蹤，從而獲得位置信息。5)拒絕服務(wù)式攻擊在短時間內(nèi)向讀寫控制器發(fā)送大量的非法射頻信號，導(dǎo)致RFID系統(tǒng)無法處理而崩潰，使系統(tǒng)失靈。

2.2RFID系統(tǒng)安全問題解決方案研究與設(shè)計本文采用了流密碼加密和偽隨機生成器設(shè)計了一種雙向安全認證模型。安全認證流程如下:1)讀寫控制器發(fā)送Query查詢信號和隨機數(shù)RA1到RFID標簽，其中RA1的長度和ID位數(shù)一致。2)RFID標簽收到信號后，利用存儲器中保存的密鑰Ks對ID進行加密計算，即Ks(ID)，再代入式(1)進行異或運算。為避免被跟蹤，會計算a=Ks(RA1)，將a，b都發(fā)給讀寫控制器。

3仿真實驗

本文采用C/S模式對“Tag－Reader”雙向安全認證模型進行仿真實驗，其中攻擊程序利用ACE通信軟件包的連接模塊功能進行模擬，實驗過程中的流密碼加解密算法采用的是Grain－Mac算法，密鑰長度為80bit，該算法具有計算速度快，資源占用少，安全性高等優(yōu)點。同時本實驗還對Hash－lock協(xié)議、Hash鏈協(xié)議、O－FRAP協(xié)議等進行了仿真實驗。實驗結(jié)果如圖3所示，以ks作為時間點，可以看出Hash－lock協(xié)議和Hash鏈協(xié)議攻擊成功次數(shù)呈現(xiàn)線性分布，存在較大安全問題。O－FRAP協(xié)議在7000s之后變?yōu)榫€性增長，對拒絕服務(wù)攻擊而言，存在較大安全問題。本文提出的雙向安全認證模型，在安全性方面取得很好的提升，達到預(yù)期效果。

4結(jié)語

航運領(lǐng)域的信息化建設(shè)取得一定成績，但也存在航運效率偏低，航運安全隱患等問題，為了解決現(xiàn)有問題和不足，船聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被引入航運信息化建設(shè)中。在船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，RFID系統(tǒng)是非常重要的基礎(chǔ)技術(shù)，由于該系統(tǒng)的使用環(huán)境相對開放，存在一定的安全隱患。所以，如何保證RFID系統(tǒng)的安全性，也成為了船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵點。本文研究現(xiàn)有的一些安全認證技術(shù)，針對現(xiàn)有安全認證技術(shù)的不足，提出了一種基于流密碼雙向安全認證模型，并給出了仿真實驗結(jié)果。

作者：陳芳 單位：蘇州信息職業(yè)技術(shù)學院