ISOIEC 29167-112025 信息技术.自动识别和数据捕获技术.第11部分空中接口通信用加密套件PRESENT-80安全服务标准立项发展报告

信息技术自动识别和数据捕获技术第11部分：空中接口通信用加密套件PRESENT-80安全服务标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-Automaticidentificationanddatacapturetechniques-Part11:CryptosuitePRESENT-80securityservicesforairinterfacecommunications摘要随着物联网（IoT）与射频识别（RFID）技术的深度融合，空中接口通信安全已成为制约规模化部署的关键技术瓶颈。ISO/IEC29167-11:2025《信息技术自动识别和数据捕获技术第11部分：空中接口通信用加密套件PRESENT-80安全服务》由国际电工委员会（IEC）于2025年9月25日正式发布，是ISO/IEC29167系列标准中基于PRESENT-80轻量级分组密码算法的重要组成模块。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容与标准化意义，重点分析了PRESENT-80算法的轻量级设计理念、空中接口安全服务架构及其在无源RFID标签等资源受限环境中的适配性。报告指出，该标准的发布填补了轻量级加密套件在RFID空中接口安全服务领域的标准化空白，为全球供应链管理、资产追踪、智能物流等应用场景提供了统一的安全技术框架。通过对标准参与单位的介绍以及国际同类标准对比分析，本报告论证了该标准的前瞻性与实用性，并对未来轻量级密码标准化方向提出了展望。关键词：空中接口安全；PRESENT-80；加密套件；RFID安全；轻量级密码；ISO/IEC29167；自动识别与数据捕获Keywords:Airinterfacesecurity;PRESENT-80;cryptosuite;RFIDsecurity;lightweightcryptography;ISO/IEC29167;AIDC1引言1.1研究背景自动识别与数据捕获（AutomaticIdentificationandDataCapture,AIDC）技术是物联网感知层的核心技术之一。其中，射频识别（RFID）技术凭借非接触式识别、批量读取、环境适应性强的优势，在物流仓储、身份识别、门禁管理、动物溯源、医疗耗材管理等领域获得广泛应用。然而，RFID系统尤其是无源（被动式）标签在空中接口通信过程中面临的窃听、伪造、重放攻击和标签跟踪等安全威胁日益突出。传统密码算法（如AES、RSA等）虽具备成熟的安全强度，但其硬件实现面积和功耗开销显著超出无源标签的有限计算资源承载能力。这一现实矛盾驱动了轻量级密码算法（LightweightCryptography）的研究与标准化进程。在此背景下，ISO/IECJTC1/SC31（自动识别与数据捕获技术分技术委员会）启动了ISO/IEC29167系列标准的制定工作，其目标是为RFID空中接口通信定义一套多算法、可扩展的安全服务框架。PRESENT算法是由A.Bogdanov等学者于2007年在CHES会议上提出的一款超轻量级分组密码算法，其硬件实现面积在同等安全级别算法中处于领先水平，被ISO/IEC29192-2:2019标准化为轻量级分组密码国际标准。本次发布的ISO/IEC29167-11:2025正是将PRESENT-80算法封装为RFID空中接口通信加密套件的重要标准化成果。1.2标准化意义ISO/IEC29167-11:2025的发布，从技术、产业和合规三个维度均具有重要的标准化意义。-技术维度：该标准填补了基于PRESENT-80算法的RFID安全服务标准空白，使ISO/IEC29167系列从AES、PRESENT-128等套件扩展至PRESENT-80轻量级版本，进一步完善了不同安全等级、不同资源约束场景下的算法选型谱系。-产业维度：统一的加密套件标准为RFID芯片设计厂商、读写器制造商、系统集成商和应用方提供了可互操作的安全接口规范，有利于降低供应链中多源采购的适配成本。同时，无源标签在获得80位安全强度的同时，所需的门控面积和功耗大幅降低，推动了高安全RFID标签在成本敏感型行业（如零售单品级管理、药品追溯）的规模化落地。-合规维度：随着《网络安全法》《数据安全法》以及各行业对RFID系统安全要求的提高，采用国际标准化的加密套件有助于企业满足合规审计和市场准入要求。2标准基本信息概述2.1标准编号与发布信息ISO/IEC29167-11:2025由国际电工委员会（IEC）联合国际标准化组织（ISO）共同发布，是ISO/IECJTC1/SC31框架下的第11部分标准。该标准的发布机构为国际电工委员会，发布日期为2025年9月25日，标准状态为现行（Active），语种为英语。2.2标准定位该标准属于ISO/IEC29167系列标准的组成部分。ISO/IEC29167系列标准整体定位于为RFID空中接口通信提供多种加密套件的安全服务定义，每部分对应一种或一类密码算法。每一加密套件标准均定义了标签与读写器之间进行认证、加密通信所需的参数配置、帧结构、消息交互流程和安全机制。本部分标准（Part11）聚焦于PRESENT-80算法，规定了其密钥长度、分组长度、工作模式、认证机制和消息完整性校验等方面。2.3标准适用范围本文件适用于使用ISO/IEC18000系列空中接口协议的RFID标签和读写器设备，尤其适用于对硬件资源（逻辑门数、功耗、存储容量）有严格限制的无源标签和半无源标签。另外，该标准也可为其他采用类似空中接口协议的近距离无线通信设备提供安全套件设计参考。2.4标准版本与获取方式说明该标准以电子版加密PDF格式发行，用户购买后需通过FileOpen插件在线解锁使用。数字版权管理（DRM）限制要求每份授权文件最多绑定3台电脑、累计打印5次。此发行方式旨在保障标准版权的同时满足技术人员查阅和使用需求。3技术内容分析3.1PRESENT-80算法概述PRESENT算法是一种基于替换-置换网络（SPN）结构的轻量级分组密码算法，由64位分组长度和80位/128位两种密钥长度版本构成。本部分标准所针对的PRESENT-80版本使用80位密钥，提供约80比特的安全强度。该算法由31轮迭代运算构成，每轮包括轮密钥加（AddRoundKey）、S盒替换（SBoxLayer）和比特置换（pLayer）三个基本操作。相较于ISO/IEC29167-10所定义的PRESENT-128套件，PRESENT-80版本在密钥扩展电路和密钥存储单元上的硬件开销进一步降低，适用于安全需求为中等水平但硬件资源极度受限的应用场景。3.2安全服务架构本部分标准定义的加密套件提供以下安全服务：-标签认证（TagAuthentication）：读写器向标签发送认证请求，标签利用PRESENT-80算法和共享密钥计算认证响应，实现标签对读写器的身份验证；-读写器认证（ReaderAuthentication）：在双向认证场景下，标签同样验证读写器的身份，抵御伪造读写器的攻击；-消息加密（MessageEncryption）：对标签与读写器之间传输的用户数据（如EPC编码、传感器数据）进行加密，保障传输机密性；-消息完整性校验（MessageIntegrityCheck）：通过消息认证码（MAC）或类似机制实现数据完整性与来源真实性验证。3.3密钥管理与参数配置标准详细规定了密钥初始化流程、会话密钥派生机制（如基于PRESENT-80的PRNG（伪随机数生成器）和会话状态更新方法），确保每次通信会话使用独立会话密钥。同时，标准定义了加密套件标识符、算法参数协商方式及其与ISO/IEC18000系列标准的接口映射关系，确保安全子层与物理层、MAC层之间的协同工作。3.4安全性能分析就安全强度与资源开销的平衡而言，PRESENT-80在FPGA和ASIC实现中所需的等效逻辑门数约为1570GE左右，仅为AES-128的约三分之一。对于符合EPCGen2（ISO/IEC18000-63）标准的无源标签而言，在标签芯片面积预算有限的条件下，集成PRESENT-80安全协处理器后仍可保持较为理想的读取灵敏度和工作距离。标准在安全模式中增加了防重放和防跟踪机制，有效抵抗主要针对RFID的典型攻击路径。3.5与ISO/IEC29167系列其他部分的关系本部分标准与ISO/IEC29167-10（PRESENT-128套件）、ISO/IEC29167-13（Grain-128A套件）、ISO/IEC29167-14（AES-128套件）等标准保持一致的协议架构和接口定义，各套件可实现动态切换。该兼容性设计使得RFID设备制造商可以针对不同应用场景灵活选择安全等级，实现"一种基带架构、多算法安全子层"的设计目标。4标准发布机构及相关参与单位4.1发布机构概述国际电工委员会（IEC）成立于1906年，是制定和发布国际电工电子领域标准的权威组织，与ISO（国际标准化组织）共同构成了全球两大国际标准化体系。IEC下设多个技术委员会和分技术委员会，其中ISO/IECJTC1联合技术委员会负责信息技术领域的标准化工作。SC31分技术委员会专门负责自动识别与数据捕获技术的标准化工作，其工作范围涵盖RFID、条码、生物特征识别和移动物品识别与管理等领域。4.2主要参与编制单位介绍本标准的制修订工作汇聚了全球RFID安全领域的优势技术力量，其中紫光同芯微电子有限公司（以下简称"紫光同芯"）作为国内领先的安全芯片与RFID标签芯片设计企业，深度参与了该标准的核心技术方案验证和文本编制工作。紫光同芯微电子有限公司成立于2001年，是紫光集团旗下的核心芯片设计企业之一，专注于安全芯片、RFID标签芯片和物联网通信芯片的研发与产业化。公司总部位于北京，在上海、深圳、西安等地设有研发中心和销售服务中心。经过二十余年的技术积淀，紫光同芯已形成了覆盖接触式安全芯片、非接触式安全芯片、双界面安全芯片、超高频RFID标签芯片等全系列产品矩阵，产品广泛应用于金融支付、电子证件、交通出行、物流追溯和工业互联网等领域。在轻量级密码算法工程化应用方面，紫光同芯具有深厚的积累。公司自主研发的RFID标签芯片产品线中，多款超高频标签芯片已集成符合ISO/IEC29167系列标准的多种加密套件安全引擎。在参与本标准的编制过程中，紫光同芯主要负责以下工作：-基于自主研制的UHFRFID标签芯片平台，对PRESENT-80算法的硬件实现面积、功耗、工作频率和时序兼容性进行了全面的工程验证；-提出了面向无源标签的加密套件参数优化建议和低功耗实现方案；-参与了标准中认证协议流程形式化验证与互操作性测试方案的制定；-牵头组织了标准草案在中国RFID产业界的试验验证和意见征集工作。紫光同芯的深度参与，不仅为标准的工程可行性提供了有力的实证支撑，也为中国RFID芯片产业融入国际标准化生态、实现从"跟随"到"引领"的跨越发挥了积极作用。5标准应用前景与实施建议5.1应用场景分析ISO/IEC29167-11:2025标准发布后，预计将在以下重点领域快速落地：（1）供应链与物流管理：在电商快递、冷链运输和跨境物流中，RFID标签全程追踪货物信息的同时，利用PRESENT-80套件对节点信息和交接数据进行加密，防范商业数据泄露和伪造替换风险。（2）零售单品级管理：服装、鞋帽等快消品行业利用RFID实现单品级盘点时，通过加密认证确保标签数据的真实性和唯一性，防止窜货和假冒。（3）医疗健康与药品追溯：高值医用耗材和药品的RFID标签需要同时满足防伪溯源和隐私保护要求，PRESENT-80的安全服务可在低成本标签上实现有效的身份认证和数据保护。（4）工业物联网与资产管理：在工具管理、设备点检和资产管理场景中，RFID标签结合传感器记录设备状态参数，加密套件确保数据的完整性和可信性。5.2实施建议对于RFID产业链相关企业，建议采取以下行动：-芯片设计企业应将ISO/IEC29167-11:2025中规定的PRESENT-80加密套件纳入新产品定义阶段的安全功能规划，确保流片前完成算法硬件IP的集成验证；-读写器设备商应同步升级固件协议栈，确保实现对PRESENT-80套件的完整命令支持和良好的兼容切换；-系统集成商和应用方在RFID系统招标和方案选型时，应将支持ISO/IEC29167-11标准作为安全能力的重要评价指标。5.3与其他国际标准的协同本标准的实施与ISO/IEC18000系列（空中接口协议）、ISO/IEC29192（轻量级密码标准）、ISO/IEC29167-1（加密套件通用框架）等标准形成协同效应。企业在实施过程中可依据ISO/IEC29167-1规定的通用安全架构进行系统集成，降低多套件共存的复杂度。6结论与展望ISO/IEC29167-11:2025《信息技术自动识别和数据捕获技术第11部分：空中接口通信用加密套件PRESENT-80安全服务》的正式发布，标志着RFID空中接口轻量级安全服务标准化进入了一个新的发展阶段。该标准通过将PRESENT-80算法与ISO/IEC29167通用安全架构有机融合，为资源受限的无源RFID标签提供了兼顾安全强度与实现效率的标准化加密方案，有效补齐了当前RFID安全标准体系中面向中等安全需求场景的关键拼图。展望未来，随着量子计算技术的演进和物联网安全威胁的持续升级，RFID安全标准化工作将面临更高安全等级与更低资源开销之间的长期博弈。轻量级密码算法族将继续扩展（如NIST轻量级密码标准化的后续成果），后量子密码算法在RFID场景中的应用探索也将逐步展开。与此同时，随着边缘计算和AIoT的融合发展，RFID安全服务与云端安全中台的协同机制也将成为下一代标准的重要议题。可以预见，ISO/IEC29167系列标准将持续演进，以AI技术赋能的智能安全服务和更优化的轻量级密码实现方案，为全球物联网基础设施的安全可信发展提供坚实支撑。参考文献[1]ISO/IEC29167-11:2025,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Part11:CryptosuitePRESENT-80securityservicesforairinterfacecommunications.Geneva:ISO/IEC,2025.[2]ISO/IEC29167-1:2021,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Part1:Securityservi