基于RFID的涉密载体管理系统的研究与设计

论文摘要

目前，大多数企事业单位将其内部机密信息存储于笔记本电脑、U盘、移动硬盘等移动存储介质。然而，如何更好地管理此类涉密载体，严防载体中机密信息的泄漏，这将关系到企事业单位的核心利益。因此，企事业单位对于储存有机密信息的涉密载体的管理要求将越来越高。本文首先详细介绍了RFID技术，重点分析RFID系统构成、工作原理，以及相对与其他自动识别技术的优势；然后针对企事业单位对涉密载体的管理现状和实际需求，设计了基于RFID的涉密载体管理系统，从整体构架出发，分别对硬件系统和软件系统两个方面作了详细阐述，并通过管理软件实现功能需求。针对RFID系统应用中出现的标签碰撞现象，本文首先分析碰撞产生的原因，介绍几种常见的解决方法；然后分析防碰撞算法中占主导地位的ALOHA类算法，说明其主要特点；最后提出了一种改进的RFID动态帧时隙ALOHA算法，并通过仿真进行验证，仿真结果表明，与传统ALOHA算法相比，性能有明显改善。最后，针对RFID系统应用中可能面临的安全威胁，本文首先对安全威胁作了简单介绍；然后分析了几种常见的RFID通信协议；最后提出了一种改进Hash函数RFID安全认证协议，来解决读写器和电子标签之间的通信安全问题，证明分析显示该协议能够有效地抵御假冒攻击、重传攻击、追踪攻击和窃听攻击等安全威胁。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第一章 绪论
• 1.1 课题意义及研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题的研究内容
• 1.4 论文结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 射频识别（RFID）技术
• 2.1 RFID 系统组成
• 2.1.1 RFID 标签
• 2.1.2 RFID 读写器
• 2.1.3 后端数据库系统
• 2.2 RFID 系统工作原理
• 2.3 RFID 技术特点
• 2.4 RFID 系统关键技术
• 2.4.1 RFID 系统的防碰撞算法研究
• 2.4.2 RFID 安全认证协议研究
• 2.5 本章小结
• 第三章 涉密载体管理系统的设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 设计目标
• 3.1.2 功能需求
• 3.1.3 设计原则
• 3.1.4 系统特点
• 3.2 系统整体结构设计
• 3.3 硬件系统设计
• 3.3.1 硬件组成
• 3.3.2 功能实现
• 3.3.3 读写器的选择
• 3.3.4 电子标签的选择
• 3.4 软件系统设计
• 3.4.1 开发运行环境
• 3.4.2 软件结构
• 3.5 网络支持系统
• 3.6 功能实现
• 3.7 本章小结
• 第四章 涉密载体管理系统的防碰撞算法研究
• 4.1 防碰撞算法的提出
• 4.2 解决碰撞途径
• 4.2.1 空分多路法
• 4.2.2 频分多路法
• 4.2.3 码分多路法
• 4.2.4 时分多路法
• 4.3 常见的几种 ALOHA 类防碰撞算法
• 4.3.1 纯 ALOHA 算法
• 4.3.2 时隙 ALOHA 算法
• 4.3.3 帧时隙 ALOHA 算法
• 4.3.4 动态帧时隙 ALOHA 算法
• 4.4 改进的 RFID 防碰撞算法
• 4.4.1 算法的基本思想
• 4.4.2 算法分析及数学模型
• 4.4.3 识别标签数目的估计
• 4.4.4 算法仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 涉密载体管理系统的安全认证协议研究
• 5.1 RFID 系统面临的安全威胁
• 5.2 常见的 RFID 安全协议
• 5.2.1 Hash-Lock 协议
• 5.2.2 随机化 Hash-Lock 协议
• 5.2.3 Hash 链协议
• 5.3 改进的 HASH 函数 RFID 安全认证协议
• 5.3.1 协议描述
• 5.3.2 协议安全性能分析
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录