基于AES和RSA加密算法的RFID安全机制资料下载.pdf
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硕士专业:
电路与系统指导教师:
郭东辉20090801摘要摘要RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术是20世纪60年代开始兴起并在90年代走向成熟的自动识别技术,它是一种非接触式的数据采集和自动识别技术。
非接触式RFID智能卡与其它的自动识别技术相比,具有速度快、稳定性高、存储空间大、安全性能好等优点,随着我国“金卡工程”等智能IC卡应用工程的推广实施,智能IC卡将广泛应用于金融、电信、医疗、保险及交通等国民经济的各个领域,但由于RFID的开放性特点,应用时受到攻击的风险较大,安全和隐私问题成为了制约其进一步发展的瓶颈。
本文通过对RFID的被攻击及对策分析,提出一种可加强智能卡安全机制的方法,结合AES(AdvancedEncryptionStandard)和RSA这两种加密算法,分别利用对称密钥加密算法与非对称加密算法的优点,采用RSA对AES的加密密钥进行加密及授权客户端RSA私钥对系统RSA公钥进行加密的方法,保护了存储于智能卡中的重要信息,保障了智能卡不被非授权的阅读器进行非法读取。
本论文首先介绍了RFID系统的基本工作原理,对RFID的编解码技术和信息完整技术进行讨论,简要给出了当前流行的非接触式智能卡Mifare1系列所支持的国际标准;
给出了整个RFID加密系统的硬件实现,包括智能卡、读写模块和SAM加密模块的介绍;
介绍了系统的软件设计,包括智能卡的操作流程及MFRC500的底层函数、LCD驱动设计和SAM模块的接口程序设计;
重点阐述了SAM加密机制的实现以及系统的FPGA验证结果。
通过FPGA的仿真结果可以得出本方案符合实际的加密要求。
论文工作的创新点主要体现在:
利用Mifare1智能卡自身的安全特性,配合嵌入式SAM模块对智能卡所存储的数据的再加密,提高了整个RFID系统的安全特性,很好地解决了RFID系统所面临的安全和隐私问题。
关键词:
射频识别;
MFRC500;
Mifare1;
AES;
RSA;
FPGA验证ABSTRACTABSTRACTRFID(RadioFrequencyIdentification)technologyisanautomaticidentificationtechnologywhichisrisingin60Sandbeingmorematuratein90S,itisanon-contactdataacquisitionandautomaticrecognitiontechnologyContractwithotherautomaticidentificationtechnology,RFIDhasadvantagesofspeed,stability,largestoragespace,andgoodsecurityperformanceWiththepromotionof”GoldenCardProject”,intelligentICcardwillbewidelyusedinallareasofthenationaleconomy,suchasfinance,telecommunications,medical,insuranceandtransportationetcButbecauseoftheopennessRFIDcommunication,RFIDapplicationtakeariskofbeingattacked,securityandprivacyissuesbecomeaconstraintbottlenecktoitsfurtherdevelopmentBasedontheanalysisoftheRFIDattacksanditscountermeasures,asecuritymechanismwhichcallenhancethesmartcardsecurityperformanceisproposedThismechanismcombinesAES(AdvancedEncryptionStandard)andRSAencryptionalgorithm,taketheadvantageofsymmetrickeyencryptionalgorithmandnonsymmetricencryptionalgorithmrespectively,throughencryptionofAESkeysbyRSAandtheRSApublickeybyauthorizedclientSRSAprivatekey,protecttheimportantinformationstoredinthesmartcard,meanwilekeepthesmartcardoutofillegalreadbyunauthorizedreadersFirstly,thispaperintroducesthebasicworkingprincipleRFIDsystem,discussestheRFIDcodetechnologyandinformationintegritytechnology,introducesthecurrentprevalentcontactlesssmartcard-Mifare1Seriesanditssupportedinternationalstandards;
thenputforwardtheentireRFIDhardwareimplementationofencryptionsystems,includingsmartcard,readerandSAMencryptionmodule;
Secondly,systemsoftwaredesign,includingtheoperationofthesmartcardprocessesandtheMFRC500substratefunction,LCDdriverdesignandSAMmoduleinterfaceprogramdesign;
Lastly,focusontherealizationofeneryptionmechanismsandsystemSFPGAverificationresultThroughtheFPGAsimulationverification,wecanjudgethisencryptionTheRFIDsecuritymechanismbasedonAESandRSAencryptalgorithmmechanismmeetstheactualrequirementTheinnovationsinthisthesisarethat:
takeadvantageofMifare1smartcardSownsecurityfeature,accompanywiththere-encryptiontothedatastoredonthesmartcardbyembeddedSAMmodule,thissecuritymechanismenhancestheentireRFIDsystemsecurityfeatures,CagoodsolutiontotheRFIDsystemsecurityandprivacyissues
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