实训8-毕业论文排版素材—样例

中山大学硕士学位论文 基于 RFID 技术的产品防伪应用系统的 设计与实现 The Design and Realization of Product Anti Counterfeit Application System Based on RFID Technology 学位申请人 指导教师 专业名称 研究方向 答辩委员会主席 答辩委员会委员 二零零七 年 九 月 I 摘 要 当前在市场上假冒伪劣商品猖獗 打击假冒伪劣商品 保护消费者利益是 倍受重视的问题 许多产品防伪技术应运而生 但大多数传统的防伪技术效果 不够理想 消费者面对各种真假产品无法识别 因此 寻求更加科学有效的防 伪措施是亟待解决的关键问题 本文讨论了 RFID 无线射频识别技术在产品防伪中的应用 设计了一个基 于 RFID 技术应用于产品防伪的应用系统 设计时将数据加密 散列函数 数 字签名和数字证书等网络信息安全技术应用到此系统中 实现了系统的防伪功能 和安全特性 本文还对识别器中的识别电子标签模块和防伪查询客户端模块以 及企业防伪管理系统进行具体设计 并模拟实现了电子标签的初始化和电子标 签的识别功能模块 本文搭建的以 RFID 技术和网络信息安全技术为基础的防伪识别管理平台 即可以保证生产企业的利益 又保障了正规销售方和合法消费者的权益 达到 多赢的结果 RFID 电子标签防伪是目前行之有效的防伪技术之一 对它的研究 有着非常重要的意义 关键词 RFID 防伪 电子标签 加密 身份认证 ABSTRACT With large numbers of counterfeit in our market it s a highly significant problem to beat counterfeit and protect consumer s benefit In despite of the appearance of many product anti counterfeit techniques recently most of the conventional anti counterfeit techniques lost their effects because of the counterfeit of anti counterfeit technique so that the consumer would be in puzzled to distinguish the real or fake Therefore some scientific effective measures must be taken This thesis discussed the application of products anti counterfeit with RFID technology and designed a anti counterfeit application system based on RFID In the designed program it used several communication and network security technology such as data encrypt decrypt hash function data signature and data certificate that made the system with hard characteristics of anti counterfeit and security It also II designed the model of RFID tag identification the client model of anti counterfeit request and the Enterprise Anti counterfeit Management System and simulated the initialization and identification of RFID tag This thesis built up a platform of anti counterfeit and identification management system It can protect not only the enterprise s benefit but also the legal right of selling merchant and consumer Owing to one of the efficient anti counterfeit technologies RFID technology is worth doing researches Keywords RFID Anti Counterfeit E Tag Encryption Authentication III 目 录 第 1 章 绪论 1 1 1 研究背景和意义 1 1 2 国内外研究和应用 1 1 2 1 国外 RFID 防伪研究和应用 2 1 2 2 国内 RFID 防伪研究和应用 2 1 3 研究目的和内容 3 第 2 章 RFID 射频识别技术 5 2 1 RFID 技术的基本工作原理 5 2 2 电子标签 6 2 3 读写器 6 2 4 电子标签的安全机制 6 2 5 RFID 技术标准 7 2 6 Mifare 1 非接触式 IC 卡的技术特点 7 2 6 1 M1 卡的主要特点和功能组成 7 2 6 2 M1 卡 EEPROM 存储器的存储结构 7 1 第 1 章 绪论 1 1 研究背景和意义研究背景和意义 市场经济的快速发展 促进了市场产品的多元化和丰富性 充分的满足了消 费者的需求 但同时 仿造 假冒产品也大量的出现 假冒伪劣商品不仅严重 影响着国家的经济发展 还危及着企业和消费者的切身利益 为保护企业和消费 者利益 保证社会主义市场经济健康发展 国家和企业每年都要花费大量的人力 和财力用于防伪打假 目前应用于防伪领域的技术手段众多 有油墨防伪 纸张防伪 印刷防伪 物理防伪 生物防伪 结构防伪和数码防伪等 但由于有些防伪技术易于掌握 渐渐使其失去真正防伪的意义 例如 目前激光防伪标识占据较大的市场份额 可是激光假冒已是众人皆知 地摊上买来的盗版光碟也贴着激光防伪标识之事 已屡见不鲜 激光防伪技术由于其低技术含量的现实 越来越不适应整个市场 的需要 数码防伪技术的防伪原理是通过给每个商品分配一个唯一的防伪号码 使商品拥有一个 身份证 数字 ID 从而具有数码防伪功能的 消费者或厂商无 论何时何地 只需拨打热线电话或利用手提电话发短信息核实查验商品所附防 伪标识上的号码 一般为 16 21 位的数码 来确认真伪 而数码和商品一一对应 无一例重复 数码排列无规律 且空穴极大 这种办法看起来稳妥可靠 无破绽 可寻 然而 当前的数码防伪技术依然存在一些漏洞 1 2 国内外研究和应用国内外研究和应用 RFID 的历史悠久 最早在 1948 年 10 月美国人 Harry Stockman 在 IRE1 无线电工程师协会 学报上发表的论文 利用反射的功率进行通信 首次详细 描述了 RFID 的理论和实现方法 到今天 RFID 已经走过了 50 多年的发展历 1创立于 1912 年 基于 RFID 技术的产品防伪应用系统的设计与实现 2 程 RFID 技术在防伪领域的应用分为四类 证件防伪 如身份证 学生证 电子 护照等 票务防伪 如 RFID 火车票 电子机票 景点门票等 产品防伪 如药 品 烟酒 服装等产品的防伪 其他应用 如 DVD 防盗版 军车号牌防伪等 下面简要介绍国内外在利用 RFID 技术进行防伪应用方面所做出的主要研 究 1 2 1 国外国外 RFID 防伪研究和应用防伪研究和应用 电子护照是国际 RFID 防伪应用的最大领域 目前 已经实施或计划电子 护照的国家包括 美国 英国 瑞典 澳大利亚 新加坡和日本等 欧盟护照 管理机构表示将从 2006 年春 夏开始发行 并决定在 8 月前使所有新发行的护 照都装配非接触芯片 英国及其他 24 个欧盟成员国均有义务在 8 月前启动电子 护照项目 另一方面美国要求 27 个免签证入境国在 10 月前采用旅行档案也推 动了电子护照项目的进行 全球来看 目前约有 40 余国家正在筹备电子护照项目 药品防伪是国际 RFID 防伪应用的新兴领域 业内人士一致看好 但是发展 情况并不如意 仍处于实验阶段 离实际大规模应用还有一段距离 美国药品 RFID 防伪应用走在世界的前列 RFID 应用于药品防伪的龙头是美国食品及药 物管理局 FDA 早在 2004 年 2 月 FDA 发布报告 明确提出希望药品工业可以应 用 RFID 技术建立一个包括所有药品的电子历史系统 同年 4 月 美国加州通 过法律 要求在加州出售的药品必须有完整的电子历史 预计 2007 年可能实现 将 RFID 跟踪系统运用在所有药品上 1 2 2 国内国内 RFID 防伪研究和应用防伪研究和应用 国内 RFID 防伪主要应用于证件防伪和票务防伪 其中我国的第二代居民身 份证就采用了 RFID 技术 是目前国内 RFID 应用最广 规模最大 发行最多的 领域 而商品防伪和企业物流联系紧密 RFID 的应用是一个系统的工程 目前 国内商品应用 RFID 项目还没有大规模出现 主要应用也仅限于食品安全监控 领域 成本是制约其发展的主要原因 在其他防伪方面 我国取得一些突破 第 1 章 绪论 3 比如军车电子号牌 出租车计价器 气瓶电子标签管理等项目都已成功实施 第二代身份证是目前国内 RFID 防伪最大的应用项目 2004 年开始试点 2005 年全面启动 截至 2005 年 12 月 31 日 全面共换发 1 02 亿张 到 2006 年 约达到 2 亿 按照公安部规划 到 2008 年将为全国 8 亿公民换发二代身份证 第二代身份证中采用了 13 56MHz 的射频识别技术 目前芯片由上海华虹 华 大电子 复旦微电子等国内几家芯片研发结构提供 1 3 研究目的和内容研究目的和内容 国内市场上的防伪产品 其采用的防伪技术绝大部分仍然是在纸质材料上 这些技术或产品一出现很快就被复制 防不胜防 也不能真正起到防伪的作用 另一方面 企业也愈发重视如何对关键商品在分销网络中的有序流动实现严格 的监督和控制 来提高企业的渠道管理水平 降低和规避渠道风险 无线射频识别技术作为新型数码防伪技术 电子标签防伪技术 具有高识 别性 保密性 不可复制和方便性等优点 很好地解决了上述问题 是目前防 伪研究领域中前沿热点问题 截至目前 我国 RFID 防伪技术的应用尚处在发 展探索阶段 还没有成熟完善的 RFID 防伪方案和应用系统 为此 本文运用 RFID 无线射频识别技术和网络信息安全技术设计一个产 品防伪的应用系统 此外 在设计防伪方案时还考虑了系统的拓展 即可以在 此系统基础上增加产品追踪和物流管理功能 本文研究的内容是 讨论 RFID 无线射频识别技术在产品防伪中的应用 并 设计了一个基于 RFID 技术应用于产品防伪的应用系统 而且 将数据加密 散 列函数 数字签名和数字证书等网络信息安全技术应用到此系统中 并分析此 系统的防伪功能和安全特性 然后本文具体设计识别器中的识别电子标签模块 和防伪查询客户端模块以及企业防伪管理系统 并模拟实现了电子标签的初始 化和对电子标签的识别功能模块 1 4 研究的线索与思路 本文首先通过对假冒活动现状和当前防伪技术缺点的研究 揭示了基于 RFID 技术产品防伪系统研发的必要性 其次 研究 RFID 无线射频识别技术和 网络信息安全相关的密码学理论基础知识 接着进行基于 RFID 技术的产品防 基于 RFID 技术的产品防伪应用系统的设计与实现 4 伪应用系统整体方案的总体设计及系统分析 然后再对系统中的识别器软件模 块和企业防伪管理系统进行具体设计 企业防伪管理系统包括电子标签管理子 系统 防伪查询管理子系统和证书管理子系统 并在电子标签的初始化和电子 标签的识别功能模块上进行模拟实验 最后 在系统的部分实现与方案设计总结 的基础上 提出了对 RFID 产品防伪系统未来研究与应用前景的展望 5 第 2 章 RFID 射频识别技术 2 1 RFID 技术的基本工作原理技术的基本工作原理 射频识别技术 RFID Radio Frequency Identification 是自动识别技术的一种 即通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别 一个典型的 RFID 系统一般由 RFID 标签 读写器以及计算机系统等部分组成 其中 RFID 标签中一般保存有约定格式的编码数据 用以唯一标识标签所附着的物体 与 传统的识别方式相比 RFID 技术无需直接接触 无需光学可视 无需人工干预 即可完成信息输入和处理 且操作方便快捷 能够广泛应用于生产 物流 交 通 运输 医疗 防伪 跟踪 设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用 领域 并被认为是条形码标签的未来替代品 射频识别 读写器 电子标签 非接触 的数据载体 数据 时序 能量 计算机 耦合元件 线圈 微波天线 RFID 系统的工作原理如图 2 1 所示 读写器通过天线发送出一定频率的射 频信号 当 RFID 标签进入读写器工作场时 其天线产生感应电流 从而 RFID 标签获得能量被激活并向读写器发送出自身编码等信息 读写器接收到来自标 签的载波信号 对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理 计 算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性 针对不同的设定做出相应的处理 和控制 发出指令信号 RFID 标签的数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调 出数据并送到控制逻辑 控制逻辑接收指令完成存储 发送数据或其他操作 基于 RFID 技术的产品防伪应用系统的设计与实现 6 2 2 电子标签电子标签 电子标签就是射频标签 也称 RFID 标签 射频卡 电子标签由 IC 芯片和 无线通信天线组成的小标签 存储在芯片中的数据 可以由读写器以无线电波的 形式非接触地读取 并通过读写器的处理器 进行信息解读并进行相关管理 电子标签应用在防伪领域的优点是 每张标签都具有世界唯一码 同时还 具有一定的内存空间读写资料 可加密 不可复制 使用寿命长 无机械磨损 无机械故障 无源工作 可在恶劣环境下工作 防污 读取数据距离远等 同 时 因为它具有可读写空间 还可以帮助厂家解决 串货 问题 另外 电子标 签采用柔性封装 可任意封装成各种形式 可以得到广泛应用 如名烟名酒防 伪 证件防伪 车牌防伪等等 2 3 读写器读写器 读写器是 RFID 系统中唯一直接与电子标签通信的硬件 读写器激活电子 标签后 可以读取电子标签中的内容 也可以向电子标签写入数据 后台计算 机系统通过特定的接口 如 RS232 RS485 等 与读写器进行通信 可以向读写器 发出不同的控制指令 但是不同公司生产的读写器可以接收的指令格式和数量 各不相同 2 4 电子标签的安全机制电子标签的安全机制 当某个电子标签首先进入读写器询问范围时 它无法断定参与通信的双方 是否属于用一个应用 从读写器看 需要防止伪造数据的假冒 另一方面 电子 标签同样需要防止存储数据未被认可的读出或重写 所以在电子标签的使用过 程中 应该对电子标签和读写器之间进行相互的认证和鉴别 读写器和电子标签之间的互相鉴别是建立在国际标准 ISO 9798 2 三通互 相鉴别