38、基于明文感知加密的 RFID 系统强隐私保护

基于明文感知加密的 RFID 系统强隐私保护

一、引言

RFID 系统由后端数据库、多个读取器和标签三个组件构成。标签通过无线链路与读取器通信以进行身份验证，标签一次只能维持一个会话，而读取器可以并行与多个标签通信，为简化讨论，我们假设系统中只有一个读取器，在认证过程中，读取器会通过安全链路查询后端数据库。

RFID 标签存在两个相互矛盾的需求：一方面，它们必须向读取器安全地证明自己的身份；另一方面，它们要向观察者或攻击者隐藏任何可追踪的信息。标签由唯一的 ID 标识，廉价标签可能容易被破解，能被打开并读取其非易失性存储器的内容，且没有内部时钟，内存和计算能力有限，不过其能力会因应用和预算而异，在最佳情况下可使用椭圆曲线密码学。

目前有多种隐私模型用于 RFID 系统，其中 Vaudenay 给出的定义最为通用，它考虑了并发、篡改（获取匿名标签的内部状态）以及读取器的返回通道（即读取器端的协议会话是否被接受），允许攻击者与多个按任意分布采样的并发匿名标签进行交互，但识别非平凡信息泄漏是个难题。例如，攻击者同时与四个匿名标签交互，已知前三个标签在编号为 1、2、3 的集合中，最后一个在编号为 1 和 4 的集合中，攻击者就能轻易推断出最后一个标签是编号 4 的标签。按照基于模拟的概念，如果协议消息可以由一个称为盲化器的额外过程模拟得到相同信息，那么该信息就是平凡的，盲化器独立于攻击者和系统，没有秘密，但知道所有交互信息。

Vaudenay 证明了强隐私（即攻击者可以破解任何匿名标签并读取返回通道时的隐私）无法实现。直观地说，如果攻击者创建一个合法标签然后破解它，就可以向读取器模拟这个标签或一个非法标签，返回通道能区分它们，但盲化器无法做到这一点，这被认为是非平凡