RFID隐私保护方法的调查

RFID隐私保护方法的调查二组：史光成王月崇赵晨辉殷明1.简介2.使用和威胁2.1鉴定和伪造2.2识别和嗅探2.3监控和跟踪2.4警报和拒绝效劳3.隐私问题和选择3.1隐藏和封锁3.2重写和加密a.无钥匙途径b.政策4.总结和展望1.简介2007年7月搜索文章RFID的隐私和平安，在谷歌学术债收益率超过380篇文章〔184个提到RFID和隐私，但没提到平安；135个提到RFID和平安，但没提到隐私；67个提到RFID、平安和隐私〕，自2003年以来，关于这个话题，GildasAvoine所提到的RFID平安和隐私参考文献仍在175个出版社出版。当然，这看上去，在这个领域不缺少学术研究，对这些问题的“解决方案”是难懂的。2007年7月，一份欧盟政策文件声明：需要有效的行动来确保多样的RFID应用程序和有关的技术是平安和隐私有好的就像他们能够实现一样。为什么看似简单的问题，确保读出一个相对较短的数字识别码仍然没有解决？在“平安、可靠和隐私平安”的RFID标签变为现实之前，需要发出什么样的声明？这篇文章试图对整个的知识体系和当前议题存在的缺点及问题分析作一概述。2.使用和威胁阻止解决方案当然是RFID构成体系应用程序和技术的多样。对多样的使用和技术提供一个完美的概述；对于这，Juels给出了关于平安和隐私保护方面有效的见解。就这篇文章的目的，我们会集中在低本钱、节电系统上，由于潜在较大数字和低计算资源，这样将会对消费者隐私造成大的影响。RFID系统的根本特征就是系统的自动识别。在这个最简单的形式中，识别可能是二进制，例如，支付或没支付，有用的警告。对于这样的ID，现在的电子标签可以允许数百位使用，标准组织体像EPCglobal和GS1有相应的设备可以允许有该ID的自动分辨率来进入产品信息。随着多样阅读器的部署，甚至没有解决的ID仍旧能够通过跟踪系统的移动进行监听，比方，产品在制造进行中。与条形码相比，RFID标签能够进行片上计算，为鉴定提供密钥协议。特别是，与隐私相关的事实是这些功能在没有视线时可以正常进行，而且，阅读器和标签都可以在视野中被完整的隐藏，使它变得困难，如果可能，意识到这样可以得到进程地址。RFID的四种功能报警、跟踪、识别和鉴定，每一种都能够在受到特别攻击时遭到破坏，在下面的段落中，我们会对这些特别攻击进行描述。2.1身份验证和假冒RFID技术起源于第二次世界大战中战斗机的“辨识敌友”〔IFF〕系统，不可伪造的身份是至关重要的。如今，RFID智能卡已在支付和旅游系统〔像日本的SUICA卡和香港的Octopus卡〕中被广泛使用，控制系统〔像汽车防盗系统〕，最近，RFID被写进国家和国际的识别系统文档。努力使用RFID标签打击产品伪造，尤其是对医疗药物和像手表一样的奢侈品。综上所述，有必要确保RFID的可靠性不受到破坏。仅仅通过使用RFID芯片使伪造进程变得困难，广泛提供可编程的手段甚至标签意味着使用RFID并不能提供足够的保护从已确定的造假者。Westhues建立实质上是一个标签，其中RFID磁带录音机”可以记录和回放答复许多商业RFID应用的访问控制系统。因此，阅读器和标签通常都有一个共同的秘密和雇用的挑战-应答协议验证对方的知识的秘密。在平安学中挑战-应答协议是一个众所周知的问题，并且有许多很强的解决方案已经给出。特别的RFID挑战，於是存在低计算能力的标签中，以及他们的susceptabilty物理攻击，这意味着射频识别解决方案必须是低复杂性和抗身体的记忆分析。而伪造标签当然是一个平安问题，他们不属于重点的隐私问题。伪造读者认证，然而，更是相关的，为下一节将展示。2.2识别和嗅探RFID隐私问题的核心在于未经授权的标签读出：借助无线通信，在原那么上，第三方可以在遥远的距离外读到个人标记，但没有任何迹象说明这样一个读出正在发生。因此控制访问标签的数据是如此至关重要的。默认情况下，大多数的RFID标签是无差异的：在进入一个足够动力的解读器领域后，他们会恢复给结构良好的阅读器以完整的ID。标准化的ID格式，如同EPCglobal的标签的数据标准是10,这种标签可被解析为一个特定标签的问题，一个配套企业，甚至一个编号。特别关注的是：非正式RFID标签揭露了通常隐藏在视野里的某些个人的拥有物品，就如同穿着一个该品牌的内衣的人，存在的一个假发或髋关节置换术，甚至一副药品的携带者。早在2003年，欧洲中央银行就已考虑过RFID标签在纸币[32]的作用。聪明的强盗会为了评估受害者携带的大量现金而首先屏蔽受害者，这使刑事情节方面的担忧很快浮出水面。围绕RFID问题类似的担忧还有其在旅行证件方面的应用，一个非正式的护照可能揭露持票人的公民身份，继而允许了针对特定目标爆炸的智能炸弹的制作。明显地，如果RFID标签的揭露身份信息的功能仅对于授权读者，当然这些是在物主及授权方的控制之下，那么其嗅出数据的行为便能得以预防。验证阅读器，或更一般地讲，就是在询问当事人，因此，这是RFID隐私的主要技术问题。另外，关注还应特别注意，未授权方不能简单地监听一个标签的通信和一个合法的无抵押之间的沟通阅读器。2.3监控和跟踪重要的是要认识到，实际上在不确定个别工程时，也可侵犯隐私权。一旦某个特定的标签或标签集可以与一个特定的人联系起来，仅仅这种标签在一个特定的读者领域的存在已经意味着一个〔最有可能的不必要的〕位置公开。结合几个这样的踪迹在多个日志可以在较长的一段时间很容易地跟踪一个人。事实上，射频识别标签通常是独特的excerbates问题，但Weis已经指出，即使非唯一的ID可以凭借他们进行的特定constella-tion唯一地确定一个人。因此，这是缺乏够简单地争夺一个ID，以防止一个工程的识别-标签必须经常更新自己的ID在一个不可预知的〔最好是可追溯的〕的方式，或完全保持沉默的于非法读者的查询。而直观的吸引力，后者的做法，是在实践中很难到一个特定的标记，以证明其真实性，读者需要知道的标签〔即秘密使用的认证算法〕来证明这一点。如果没有某种形式的初步答复的标签，这是很难的2.4警报和拒绝效劳在其最简单的形式中，RFID标签只是简单地宣布它的存在，例如，在一家书店的防盗门。销售工程获得他们的嵌入式RFID标签在结账被杀，所以，只有未付的工程将被检测到。要完全缓解的隐私问题的RFID标签，一个不可逆的标签失活是必要的。当前的行业协议，如EPCglobal的Class-1的Gen-2[9]已经要求兼容的标签，以提供完全沉默的标签一经发出一个kill命令。然而，由于售后的好处标记的工程增加〔如智能洗机或RFID功能的回报〕，永久禁用标签可能会迫使消费者隐私和便利之间进行选择。临时SI-lencing一个标签〔例如，仅在超市里的家，在那里它可以被重新激活〕可能会提高，但导致很高的密码管理本钱[21]，

作为必然受到限制激活授权的读者。这样的凭证，将需要通过从供给商到消费者，并有可能进一步向其他家庭成员或朋友，对他们来说可能已经买了某一个工程-几乎所有的点销售系统的技术壮举，将需要

无缝交换数据，只要有任何的个人电子设备〔如移动或无线智能卡〕，又出现了许多家庭安装了RFID系统和读者有。假设，当然，该allconsumers将携带和使用这样的电子装置在首位。标签沉默提供了重要的隐私收益，但它直接与许多商业平安的cerns冲突，如盗窃。一个简单的铝箔内衬袋隐藏标签的物品在那里，每一个个人的干扰装置，防止读者从“COM通过”可能同样出色的工作往往是足够的。3.隐私问题和选择威斯汀定义“的说法，个人的隐私。。。自己决定何时，如何和什么关于他们的信息传达给其他人“[44]。嗅探和跟踪RFID标签，从而违反了这个控制，是否涉及实际数据泄露的形式有意义的ID或者干脆存在迹象〔通过毫无意义，但可跟踪的ID〕。短杀死在结帐的标签，只有两个技术方案仍然存在：

-加密，改写未经授权的读取标签数据变得毫无意义。为了防止跟踪，即使是无意义的数据必须被定期更新。隐藏，阻断：标签有效地保持沉默，无论是通过干扰无线电通道或让他们答复，以飨读者提出适当的凭据。以下各节将讨论各种解决方案，特别侧重于部署在文献中讨论：如果一个解决方案需要昂贵的可擦写标签，甚至是执行特殊加密的电路，这个大规模部署的可能性方法减少迅速。，可以很容易地符合实现EPCglobal的标准的标签的解决方案是特别有吸引力。即所需的根底设施厂商和消费者使用该系统，和个人的努力的运营本钱，都必须考虑在内。3.1隐藏和封锁Karjoth和Moskowitz提出身体夹在结账时，使用穿孔易撕断天线的标签。标签功能，但其范围，有效地降低了几厘米。虽然该技术已经商业化的许可，其适用范围是有限的与非嵌入式标签的工程。的建议井上和Yasuura的建议使用两个标签，一个标签控股的唯一的序列号，被剥离在购置时，有效地降低了粒度的identification.A的供给商，如EmvelopeInc.have开始销售aluminimum内衬钱包和袋为保持RFID功能的信用卡和护照的平安免受不必要的读数。对于不适合袋，也有可拆卸的标签，Juels等工程。提出了所谓的拦截器-标签，一个简单的RFID标签的读取器超载的的反collission协议的答复每一个读请求被卡住的信号。虽然阻滞剂标签可以制造廉价〔因为它是多了还是少了尤其是RFID标签编程〕，它的操作在很大程度上取决于它的方向：如果错位，它可以停止经营，由于缺乏权力从一个读者的视野从而暴露其封锁的所有标签。rieback等。[37]也指出，差动信号分析可以区分阻滞剂标签的干扰信号和一个拦截器，标签和一个真正的标签应答。代替，他们提出了一种电池供电的移动设备中，RFID监护人[36]，这不只产生一个随机调制的干扰信号，也允许用户访问控制列表传哪一方可以执行什么操作它的标签。4桑杰·萨尔马，麻省理工学院的Auto-ID中心的创办人之一，提出了一个类似的装置称为VIN预测哨兵，尽管有一个简单的配置：所有有效的读者会注册，和所有其他完全封锁。53.2重写和加密加密通常被看作是显而易见的解决方案为的SE-curely控制的标签。Juels正确地指这是“高歌猛进加密”[21]：这是因为许多建议，密钥管理，即忽略了实际问题所需的密钥的为匈奴dreds世俗的对象，如内衣，DVD-情况下，口香糖包装，软饮料可能是牢固地和可靠地存储和他们的客户，以及消费者和他们的朋友和家人之间交换的。因此，加密可能只工作在控制系统，如支付卡和鉴定出fication系统，而不是用廉价的日常文物。在其最简单的形式，加密控制的访问，首次提出由韦斯等。[42]的哈希锁的形式是：标签数据仅释放，如果正确的密钥是，以散列形式存储，直接在tag.This的哈希值可以被读出，但只有经过授权的任何读者将能够在数据库中的密钥散列对看标签的关键。标签将能够验证使用一个集成的散列函数的密钥，与所存储的散列值comparse密钥散列。虽然这种保护的实际数据上的标签，魏斯等人。实现一个静态的哈希值将仍然是可追溯的，因此，建议使用随机值的延伸，而不是简单地把他们的静态哈希值，标签选择一个随机数r和发送对〔r，H〔ID||R〕〕给读者，促使读者蛮力库存ID匹配给定的哈希连接在一起的R[42]。重写和加密使用随机化Hash锁可以防止读者跟踪一个未知的工程，但它的复杂性读者寻找正确的密钥。在实践中，韦斯等。人的方案要求读者lineraly的搜索它的标签列表。存在许多建议，以防止这样的蛮力搜索，同时保持不可追踪性财产看似随意的标签回复。总的想法是，以上保持一个计数器，在标签和读取器，松散地同步，包括这个值在标签的答复。读者可以保持几个可能的每个标签，标记值更新其数据库时，它成功地确定一个标签。其中的第一个这样的建议是由大久保等。[35]，建议使用哈希链和预先计算如可一看表的标签输出。通过限制长度为m的哈希链，读者可以存储这些EF有效。虽然该方案提供了平安，6它很容易受到重放攻击[3]。致病菌和M“uller的[17]使用ΔC计数的读取尝试在每个标签自上次成功的读者认证。发出ΔC，以飨读者消除该漏洞的大久保方案重放攻击，不阻碍快速AU认证。恶意的读者可能会人为增加ΔC从而能够跟踪标签。DIMITRIOU[7]使用的标签和阅读器，以限制亩实际验证ID更新，从而使一直在阅读器和标签完美的同步。如果没有授权的读写器更新标记值，但是，它的值保持不变，并能因此，再次进行跟踪。重写和加密Molnar和瓦格纳其次是一种不同的方法[34]，提出了一种基于树的方法：的标签按住一个键，但按键排列在一棵树上一组。每个标签都存储一个单一的特定的路径树中的所有键，授权读者知道在树中的所有键。读者可以使用一个挑战-响应协议，以加强通过从根到叶的树，检查标签是否在问题中包含的一个关键，例如，在左或右树的一局部〔在一个二进制的情况下，树〕。该方案具有对数的查询性能，但在牺牲平安性，，标签都有大的密钥空间：如果一个或多个标签的秘密被泄露，剩余的标签的平安性是affected.This总体思路已经被延长buttyan等。[4]，DIMITRIOU[8]和Lu等人。[31]，但基于树的方法通常缺乏关键更新，由于他们共同的密钥空间。一个大机构的工作也涉及到RFID硬件加密实现的功能，如HB+协议Juels和韦斯的要求降低[25]，或工作由Feldhofer等的。[12]使用AES。一些研究人员的目标是有限的硬件能力的标准EPCgloabl标签，仅依靠简单的XOR运算的算法，[27]或存在的一个随机数发生器[5]。重写和加密无钥匙途径作为一种替代方法，以拦截和加密方法，费舍等。[13]提出的使用的信号的强度的测量直接在标签上，在为了评估的标记之间的距离和其读者。随着“距离的一般原那么，意味着不信任”，提出了几种公开级别：无回复到很远的读者〔例如，一个单位〕，存在更紧密的，产品ID为近距离的读者，和独特的串行近距离接触。虽然优雅的原那么，无论是低本钱的RFID硬件上进行可靠的测量问题，以及难预测性信息披露政策〔如何接近“非常接近”？〕提供的建议很难在实践中。Juels[20]指出，典型的攻击模式需要现实世界的RFID环境显着放松，因为对手通常没有24/7-access的一个标签，而是几分钟或几秒钟。Juels认为，一个简单的列表假名循环到一个新的ID在每一个读请求在许多情况下，可能就足够了。通过限制可以被读出的ID数，攻击者有一个非常低的概率重新遇到一个ID，而在同一时间不能够解决的〔随机〕化名。虽然在标签上肯定是廉价的实施，，Juels的方案仍然需要交换的查找表，让合法的读者解决假名。Langheinrich和马蒂[30]扩展Juels“最低限度的加密技术”与节流位和共享机密，有效地包装到的标签数据的几个加密层，需要连续的读取权限显著大量的时间。在相同的时间，但是，合法拥有者能够使