62、基于Vaudenay模型的RFID系统的破坏性隐私与相互认证方案

基于Vaudenay模型的RFID系统的破坏性隐私与相互认证方案

1. 背景与方案概述

在RFID技术的发展中，隐私和认证是至关重要的安全需求。早期基于PRF的RFID方案只能实现弱隐私和单边认证。直到2010年，有研究提出为标签配备PUF来实现破坏性隐私和单边认证。本文在此基础上，提出了一种能在Vaudenay模型中实现破坏性隐私和相互认证的RFID方案。

假设λ是安全参数，ℓ1(λ)和ℓ2(λ)是两个多项式，F = (FK)K∈K 是一个PRF，其中对于所有K ∈Kλ，FK : {0, 1}2ℓ1(λ)+1 →{0, 1}ℓ2(λ)。每个标签配备一个唯一的PUF P : {0, 1}p(λ) →Kλ，且能计算F，标签的内部状态是一个随机选取的字符串s ∈{0, 1}p(λ)，作为评估PUF P的种子。读者维护一个数据库DB，其中每个合法标签的条目是一个向量 (ID, K)，这里ID是标签的身份，K = P(s)。

2. 相互认证协议流程

相互认证协议流程如下：
1. 读者向标签发送一个随机数x ←{0, 1}ℓ1(λ)。
2. 标签收到x后，生成一个随机数y ←{0, 1}ℓ1(λ)，计算K = P(s)和z = FK(0, x, y)，并回复 (y, z)。
3. 读者在数据库中查找是否存在 (ID, K) 使得z = FK(0, x, y)。若找到，输出ID；否则，输出⊥并随机选择K ∈Kλ。
4. 无论K是从数据库中找到还是随机生成，读者计算w = FK(1, x, y)并发送给标签。
5. 标签收到w后，计算w′ = FK(1, x, y)，根据w = w′是否成立输出OK或⊥。

<