论文摘要
射频识别技术是一项从上世纪八十年代开始逐步走向成熟的自动识别技术。与其它自动识别技术相比,RFID技术以其特有的无接触、抗干扰能力强等优点,逐渐成为自动识别技术中最受欢迎的技术之一,并被广泛地应用于各个领域。射频识别系统数据传输的完整性一直是研究的重点,主要是多卡识别问题。随着射频识别系统的推进和发展,它的安全性也逐渐引起了人们的关注,身份认证是系统安全的第一道屏障,对整个系统的安全性具有十分重要的作用。本文归纳总结射频识别技术的主要特点、发展现状,以及存在的问题,对目前主流的射频识别国际标准进行研究和比较,详细分析了射频识别系统的工作原理。重点研究射频识别技术中的防碰撞算法和认证协议。针对射频识别的多卡识别问题,本文主要对防碰撞算法进行研究,重点讨论基于TDMA的RFID阅读器控制的防碰撞算法,主要有基于ALOHA算法的普通帧时隙ALOHA算法(BFSA),动态帧时隙ALOHA算法(DFSA),增强型动态帧时隙ALOHA算法(EDFSA),并对各种算法进行详细的分析和仿真。为了提高识别效率,在帧时隙ALOHA算法的基础上,研究设计了快速检测读取帧时隙ALOHA防碰撞算法(FDRA),对新算法进行分析和仿真。将各个基于ALOHA防碰撞算法进行仿真,并进行性能的分析和比对,仿真结果表明FDRA在识别的效率上有明显的优势。为了阻止潜在的风险并增强消费者隐私,本文总结RFID安全与隐私方面的问题,分析并概括RFID隐私威胁与安全需求。对几种基于Hash协议的RFID认证协议从安全性、所占用的存储空间和认证所需计算量三方而进行详细地分析,指出它们的优缺点。分析研究基于Hash的改进认证协议,对新的认证协议进行分析,并与其他基于Hash的RFID认证协议对比,分析结果表明改进认证协议在安全性综合性能优于其它协议,具有较好的应用前景。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题研究的目的及意义1.2 国内外发展现状1.3 射频识别系统概述1.3.1 RFID分类1.3.2 RFID优点1.3.3 RFID存在的主要问题1.4 本文研究的主要内容第2章 RFID的工作原理研究2.1 数字通信系统简介2.2 RFID系统工作原理2.2.1 RFID系统组成2.2.2 RFID工作流程2.2.3 数据传递方式2.3 RFID系统的基带编码技术2.4 RFID系统的数字调制技术2.4.1 振幅键控（ASK）2.4.2 频移键控（FSK）2.4.3 相移键控（PSK）2.5 数据校验技术2.5.1 奇偶校验2.5.2 纵向冗余校验法（LRC）2.5.3 循环冗余校验法（CRC）2.6 本章小结第3章 RFID标准体系及防碰撞问题分析3.1 RFID现有主要国际标准3.1.1 EPC Global3.1.2 ISO/IEC3.1.3 UID3.2 通信的基本形式3.3 防碰撞算法分类3.3.1 空分多路法（SDMA）3.3.2 频分多路法（FDMA）3.3.3 码分多路法（CDMA）3.3.4 时分多路法（TDMA）3.4 本章小结第4章 基于ALOHA算法的防碰撞算法及仿真4.1 ALOHA概述4.2 纯ALOHA算法4.3 普通的帧时隙ALOHA（BFSA）算法4.3.1 时隙ALOHA4.3.2 BFSA算法原理4.3.3 BFSA算法仿真4.4 动态帧时隙ALOHA（DFSA）算法4.4.1 DFSA算法原理4.4.2 帧长度调整设计4.4.3 DFSA算法仿真4.5 增强型动态帧时隙ALOHA（EDFSA）算法4.5.1 EDFSA算法原理4.5.2 算法分析4.5.3 EDFSA算法仿真4.6 快速检测读取ALOHA防碰撞算法4.6.1 算法原理4.6.2 算法分析4.6.3 FDRA算法仿真4.7 各种基于ALOHA防碰撞算法的性能比较4.8 本章小结第5章 Hash认证协议改进设计5.1 安全隐私问题的提出5.2 数据安全性分析5.2.1 RFID通信模型5.2.2 隐私威胁分析5.2.3 信息泄露5.2.4 恶意追踪5.3 数据安全保护方法研究5.3.1 物理方法5.3.2 逻辑方法5.4 改进的认证协议的设计与分析5.4.1 认证协议设计需求5.4.2 改进的认证协议的设计5.4.3 性能分析与方法特点5.4.4 与其它协议的比较5.5 本章小结第6章 总结与展望6.1 论文工作总结6.2 进一步的研究工作参考文献致谢攻读学位期间发表论文和参加科研情况
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