ISOIEC 29167-212026 信息技术 - 自动识别和数据采集技术 - 第21部分安全服务加密套件SIMON的空中接口标准立项发展报告

信息技术自动识别和数据采集技术第21部分：安全服务加密套件SIMON的空中接口标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Part21:CryptosuiteSIMONsecurityservicesforairinterfacecommunications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自动识别与数据采集（AIDC）技术规模化应用的关键瓶颈。为满足资源受限设备对轻量级密码算法的迫切需求，国际标准化组织与国际电工委员会联合发布ISO/IEC29167-21:2026《信息技术自动识别和数据采集技术第21部分：安全服务加密套件SIMON的空中接口》。本标准作为ISO/IEC29167系列标准的重要组成部分，定义了基于SIMON轻量级分组密码算法的安全服务加密套件，规定了标签与读写器之间空中接口的加密、解密、认证及密钥管理流程。本报告系统阐述了该标准的立项背景、研制历程、技术内容及行业应用价值，分析了SIMON算法在RFID安全体系中的技术优势与实现路径，并对其与ISO/IEC29167系列其他加密套件之间的协同关系进行了深入探讨。报告指出，ISO/IEC29167-21:2026的发布填补了轻量级密码算法在RFID空中接口安全服务领域的标准空白，为全球物联网设备安全互联提供了重要的技术支撑与标准化保障，对推动RFID技术在供应链管理、智能物流、资产追踪等领域的深化应用具有里程碑意义。关键词：物联网；射频识别；空中接口；轻量级密码；加密套件；信息安全；国际标准；自动识别与数据采集Keywords:InternetofThings(IoT);RadioFrequencyIdentification(RFID);AirInterface;LightweightCryptography;CryptoSuite;InformationSecurity;InternationalStandard;AutomaticIdentificationandDataCapture(AIDC)一、引言1.1研究背景物联网技术的高速发展推动了自动识别与数据采集（AIDC）技术在国民经济各领域的深度渗透。射频识别（RFID）作为AIDC技术的核心组成部分，已在供应链管理、智能物流、医药追溯、航空行李分拣、门禁安防及工业智能制造等场景中实现大规模部署。然而，RFID系统的无线通信特性使其天然面临窃听、伪造、重放攻击、跟踪等多种安全威胁。由于RFID标签在计算能力、存储空间和能量供应方面受到严格限制，传统密码算法往往难以在标签端高效运行，因此轻量级密码算法的标准化需求日益迫切。1.2标准立项的必要性ISO/IEC29167系列标准旨在为RFID空中接口通信定义多种基于不同密码算法的安全服务加密套件，以支持标签和读写器之间具备认证、加密和完整性保护能力的安全通信。该系列标准在此之前已涵盖AES-128（第10部分）、PRESENT-80（第11部分）、ECC-DH（第12部分）、Grain-128A（第13部分）等多种加密套件。然而，随着物联网设备规模的爆发式增长，面向极度受限环境的密码算法需求不断上升。SIMON算法作为一种由美国国家安全局（NSA）设计并公开的轻量级分组密码，具有硬件实现面积小、功耗低、资源消耗少等显著优势，适合用于无源RFID标签等极端资源受限场景，因此亟需通过标准化方式将其纳入ISO/IEC29167框架体系，以填补轻量级分组密码在RFID安全通信应用的空白。二、标准概况2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO/IEC29167-21:2026||标准名称|信息技术——自动识别和数据采集技术——第21部分：安全服务加密套件SIMON的空中接口||英文名称|Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Part21:CryptosuiteSIMONsecurityservicesforairinterfacecommunications||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC）||发布日期|2026年3月6日||国别|国际组织||语言|英语||标准版本|电子版加密PDF格式，约1分钟可下载，有水印，需安装FileOpen插件，电脑需联网，限制累计3台电脑共打印5次||售价|1465.0元|2.2标准定位与作用ISO/IEC29167-21:2026属于ISO/IEC29167系列标准的第21部分。该系列标准的总体架构定义了RFID空中接口安全通信的通用框架，包括安全认证的初始化流程、通信消息格式以及加密套件的注册与协商机制。各部分标准分别定义一种或多种加密套件的具体算法实现和技术参数。作为该系列的最新成员，ISO/IEC29167-21:2026通过将SIMON算法纳入标准体系，进一步丰富了RFID安全通信的技术选择。三、技术内容解析3.1SIMON算法概述SIMON算法是由美国国家安全局（NSA）于2013年公开发布的一组轻量级分组密码算法族。SIMON算法的设计目标是在资源极度受限的硬件环境中实现高效的数据加密，其采用Feistel网络结构，支持多种分组长度和密钥长度的组合（如32/64、48/72、48/96、64/96、64/128、96/96、96/144、128/128、128/192、128/256），可灵活适配不同安全等级和应用场景的需求。3.2标准核心技术内容ISO/IEC29167-21:2026标准在ISO/IEC29167-1通用框架的基础上，针对SIMON加密套件定义了以下关键技术要素：1.密码算法封装：规定了SIMON算法在RFID空中接口环境下的具体参数配置，包括分组长度、密钥长度、轮函数结构及轮数选择，确保标签端硬件实现的最优效率。2.安全服务流程：详细定义了基于SIMON算法的标签（Tag）与读写器（Reader/Interrogator）之间的双向认证协议流程，包括挑战-响应机制（Challenge-Response）、会话密钥协商与派生流程。标准规定了通信初始化阶段认证与密钥建立的完整消息交互时序，确保每次通信会话具备前向保密性和抗重放攻击能力。3.消息格式定义：定义了使用SIMON加密套件进行安全通信时的消息帧格式、协议控制字（ProtocolControl,PC）、循环冗余校验（CRC）字段及错误处理流程。4.密钥管理机制：规范了密钥的存储、更新及销毁流程，支持密钥动态轮换机制，以降低长期使用同一密钥带来的安全风险。5.安全等级配置：提供了多种安全等级配置选项，允许系统设计者根据应用场景的安全需求和标签硬件资源约束，灵活选择适当的算法参数组合。3.3SIMON套件的技术优势相较于ISO/IEC29167系列中已发布的AES-128（第10部分）和PRESENT-80（第11部分）套件，SIMON加密套件在RFID应用场景中展现出以下独特优势：（1）硬件实现面积更小。在相同安全等级条件下，SIMON算法的硬件逻辑门数（GateEquivalent,GE）显著低于AES等传统算法。对于无源RFID标签而言，芯片面积直接影响制造成本，SIMON算法的紧凑性使其成为超高频（UHF）无源标签的理想选择。（2）功耗控制更优。得益于简单高效的轮函数设计和较低的计算复杂度，SIMON算法在实现相同加密操作时所需能量更少，有助于延长标签的工作距离和使用寿命。（3）算法灵活性更强。SIMON算法族提供多档位的分组长度与密钥长度组合，可根据不同应用的安全需要和硬件条件进行弹性配置，而无需更换算法框架。（4）与ISO/IEC29167框架的兼容性。ISO/IEC29167-21:2026严格遵循ISO/IEC29167-1定义的通用安全框架和消息交互协议，确保SIMON套件能够与系列中其他加密套件无缝共存和切换，方便系统集成商在多协议环境中灵活部署。四、标准制定过程与参与单位4.1制定历程ISO/IEC29167-21:2026的制定工作由ISO/IECJTC1（联合技术委员会）下设的SC31（自动识别与数据采集技术分技术委员会）WG4（RFID空中接口工作组）负责。标准制定过程严格遵循ISO/IEC指令（ISO/IECDirectives）规定的程序，经历了以下阶段：1.研究阶段（StudyPeriod）：WG4工作组对SIMON算法在RFID空中接口中的应用可行性进行前期调研，收集行业反馈和技术评估报告。2.工作草案（WorkingDraft,WD）阶段：起草组完成标准初始文本，讨论确定算法参数配置、协议流程和消息格式等技术方案。3.委员会草案（CommitteeDraft,CD）阶段：标准文本提交SC31分技术委员会内部评审，各国家成员体提出修改意见。4.国际标准草案（DraftInternationalStandard,DIS）阶段：标准草案进入公示投票阶段，各国家成员体进行正式投票并提出技术性修改意见。5.最终国际标准草案（FinalDraftInternationalStandard,FDIS）阶段：根据DIS投票意见完成修订后，进行最终投票确认。6.正式发布（Publication）：2026年3月6日，ISO/IEC29167-21:2026经ISO与IEC批准后正式发布。4.2主要参与单位——NXPSemiconductors在ISO/IEC29167-21:2026的制定过程中，荷兰恩智浦半导体公司（NXPSemiconductorsN.V.）作为核心贡献单位发挥了关键性作用。单位概况：NXPSemiconductors是全球领先的半导体解决方案供应商，总部位于荷兰埃因霍温，在RFID与安全标识领域拥有超过三十年的技术积累。公司在安全连接与基础设施领域拥有广泛的专利布局，尤其在RFID标签芯片、安全访问管理及物联网边缘计算安全等方面占据全球市场领先地位。标准制定中的核心贡献：NXP是ISO/IECJTC1/SC31/WG4工作组的重要成员，深度参与了ISO/IEC29167系列多部标准的制定工作。在ISO/IEC29167-21:2026的研制过程中，NXP承担了以下关键任务：-算法硬件验证：基于其成熟的RFID标签芯片设计平台，对SIMON算法在不同工艺节点下的硬件实现面积、功耗和时钟频率进行了系统评估与优化验证，为确定标准中的算法参数配置提供了可靠的工程数据支撑。-互操作性测试：主导开展了SIMON加密套件在不同厂商读写器与标签之间的互操作性测试，验证了标准的可实现性和多供应商环境中的兼容性。-协议方案设计：基于其在RFID安全协议设计方面的丰富经验，参与了认证流程、密钥管理及消息格式等核心技术方案的讨论与设计，在安全性与协议效率之间实现了良好平衡。-产业链推广：积极推动SIMON加密套件在其产品线中的集成部署，为标准的产业化落地提供了完整的解决方案参考。除NXP外，该标准的制定还得到了来自德国英飞凌科技（InfineonTechnologiesAG）、日本东芝公司（ToshibaCorporation）等多国企业和研究机构的积极参与，反映了RFID安全技术领域的广泛国际合作。五、标准的影响与应用前景5.1行业影响ISO/IEC29167-21:2026的发布对RFID及物联网安全产业链产生了深远影响。首先，该标准为RFID标签芯片设计企业提供了清晰的轻量级密码实现指南，降低了不同厂商产品之间的互操作壁垒。其次，SIMON加密套件的标准化进一步丰富了下游系统集成商的安全方案选择空间，使其能够根据应用场景的安全需求和成本预算灵活选择加密套件。再者，该标准增强了RFID技术在开放供应链环境中的安全可信度，为RFID系统应对全球日益严格的数据安全和隐私保护法规要求提供了技术路径。5.2典型应用场景（1）供应链与物流管理。在全球供应链体系中，RFID标签广泛应用于货物追踪和溯源管理。SIMON加密套件可为供应链中的货物信息提供端到端的机密性和完整性保护，有效防止货物信息的非法篡改和仿冒标签的伪造攻击。（2）医药与医疗设备追溯。药品防伪和医疗器械追溯对安全性要求极高。采用SIMON加密套件可实现药品单品级别的真伪鉴别和信息安全传输，同时满足超高频RFID标签的低成本和高速读取需求。（3）资产管理与智能零售。在智能零售和资产管理场景中，RFID标签的大规模部署对成本极为敏感。SIMON算法的紧凑硬件实现特性有助于将安全功能集成到极低成本的标签芯片中，实现"普遍安全"的目标。（4）工业物联网与智能制造。在工业自动化生产线中，RFID系统承担着在制品追踪、工具管理和质量追溯等关键功能。SIMON加密套件的轻量级特性使其适用于工业现场大量部署的传感标签和嵌入式读写设备，提供轻量而可靠的接入认证与数据保护能力。5.3与物联网安全标准体系的协同ISO/IEC29167-21:2026并非孤立的标准文件。在ISO/IECJTC1/SC31体系架构中，它与以下标准形成协同配套关系：-ISO/IEC18000系列（RFID空中接口参数定义标准）：定义了RFID物理层和协议层的通信参数，ISO/IEC29167-21在此基础上叠加安全服务功能。-ISO/IEC29167-1（安全服务通用框架）：规定了各加密套件的通用架构、安全服务流程和消息格式框架。-ISO/IEC29167-10/11/12/13（AES-128、PRESENT-80、ECC-DH、Grain-128A等加密套件标准）：与SIMON套件共同构成多元化的密码算法支撑体系。-ISO/IEC29161（数据结构标准）：为安全通信中的数据编码与交换提供统一规范。通过这一协同体系，ISO/IEC29167-21:2026与其他标准共同构建了完整的RFID安全通信标准生态，为用户提供了"按需选择、灵活配置"的安全解决方案工具箱。六、结论与展望ISO/IEC29167-21:2026《信息技术自动识别和数据采集技术第21部分：安全服务加密套件SIMON的空中接口》作为RFID空中接口安全领域的国际标准，成功地将SIMON轻量级分组密码算法纳入ISO/IEC29167标准化框架。本标准的发布具有以下重要意义：第一，丰富了RFID安全通信的算法选择。在AES-128、PRESENT-80、Grain-128A及ECC-DH等已有加密套件基础上，SIMON套件以其极致的轻量化特性为超低功耗、极小面积的RFID标签芯片提供了可行的安全解决方案，弥补了现有套件在极端资源受限环境下的适应性不足。第二，推动了轻量级密码的标准化与产业化进程。借助ISO/IEC国际标准的权威平台，SIMON算法从学术界走向产业应用，为RFID安全芯片设计企业、系统集成商和最终用户提供了统一的技术依据和实施指南，有效降低了技术选型和系统集成的风险成本。第三，增强了RFID系统的整体安全可信水平。通过标准化空中接口的安全服务流程和密钥管理机制，RFID系统在全球供应链、智能物流、医疗追溯等关键场景中能够提供更加可靠的数据保护和身份认证能力，为RFID技术的规模化、安全化应用奠定坚实基础。展望未来，随着物联网设备数量的持续爆发式增长和量子计算技术的快速发展，RFID空中接口安全技术将面临新的挑战与机遇。一方面，后量子密码算法在RFID领域的适配与标准化将成为下一代安全标准的重要研究方向；另一方面，随着边缘计算和人工智能技术的融合应用，RFID安全体系将朝着更智能、更自适应的方向发展。ISO/IEC29167-21:2026的成功发布，不仅为当前RFID安全通信提供了切实可行的标准支撑，也为未来轻量级密码算法的标准化探索积累了宝贵经验，为构建安全可信的全球物联网基础设施贡献了重要力量。参考文献[1]ISO/IEC29167-1:2021,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Part1:Securityservicesframeworkforairinterfacecommunications.[2]ISO/IEC29167-10:2017,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Part10:CryptosuiteAES-128securityservicesforairinterfa