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基于LDPC码和McEliece公钥密码体制的RFID认证协议研究

作　者: 杨彬
导　师: 唐西林
学　校: 华南理工大学
专　业: 应用数学
关键词: LDPC码 McEliece公钥密码体制 RFID 认证协议物联网
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 14次
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内容摘要

随着物联网产业的日益发展，越来越多的学者、技术人员和工业界人士重点关注作为其核心感知技术之一的RFID技术。RFID节点是物联网的感知触点，其本质是一种无接触式的自动识别技术。由于RFID系统的开放性以及标签成本低廉等原因，安全问题在最初的RFID系统设计中没有得到足够的重视。但是，随着物联网的深化发展，RFID系统的应用得到进一步普及；与此同时，基于纳米技术和现代电子信息技术的RFID元器件性能也有了很好的提高，RFID系统的各项性能也随之得到改进。此时，一直被忽略的RFID系统安全问题，特别是关系到用户隐私的安全问题就变得日益严峻。如果安全问题得不到很好的解决，它势必严重阻挡未来基于RFID系统的物联网的进一步发展。针对RFID系统安全性能的特点，本文首先从物理层面和密码体制层面两方面着手进行了分析和归纳，特别地在密码体制层面重点研究了RFID系统认证的几种热门协议。通过分析表明，我们需要构造一种既能能满足系统安全性要求，又具备运算便捷密钥存储量小等良好性能的RFID系统双向认证协议。基于这样的要求，我们将具备良好的硬件实现性能的LDPC码用于目前具备较高安全性能的McEliece公钥密码体制当中，同时在该密码体制中引入广义逆矩阵来提高系统的安全性能。将改进后的加解密算法与经典的McEliece公钥加解密算法进行性能的比较，表明其确实具备安全性高、密钥量低、计算便捷等良好的性能，适用于RFID系统认证协议。文章的最后，构造了一种基于改进后的McEliece公钥密码体制的RFID系统双向认证协议，并对该协议进行了性能分析。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 本文背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 RFID 认证协议的研究目标  12-13
  1.4 本文的章节安排及主要工作  13-15
第二章理论基础和基本工具  15-41
  2.1 纠错码的相关知识  15-34
    2.1.1 纠错码的代数知识  15-20
    2.1.2 纠错码的理论知识  20-27
    2.1.3 LDPC 码  27-34
  2.2 矩阵的广义逆及其有关性质  34-37
  2.3 Hash 函数简介  37-39
    2.3.1 Hash 函数的安全性  37-38
    2.3.2 Hash 函数和认证系统  38-39
  2.4 本章小结  39-41
第三章 McEliece 公钥密码体制的研究和改进  41-55
  3.1 公钥密码体制  41-46
    3.1.1 密码学简介  41-43
    3.1.2 复杂性理论问题的分类  43-46
  3.2 经典 McEliece 公钥密码体制  46-49
    3.2.1 加密和解密运算  46-47
    3.2.2 性能分析  47-49
  3.3 基于 LDPC 码的 McEliece 公钥密码体制的改进  49-53
    3.3.1 密码体制  49-50
    3.3.2 体制性能分析  50-53
  3.4 本章小结  53-55
第四章 RFID 系统安全性分析  55-66
  4.1 RFID 技术概况  55-56
  4.2 RFID 系统的隐私安全问题  56-57
  4.3 RFID 系统安全策略研究  57-62
    4.3.1 物理层安全对策  57-59
    4.3.2 密码层面安全机制研究  59-62
  4.4 基于 LDPC 码和 McEliece 公钥密码体制的 RFID 认证协议  62-65
    4.4.1 设置目标  62-63
    4.4.2 基本原理  63
    4.4.3 协议流程  63-64
    4.4.4 性能分析  64-65
  4.5 本章小结  65-66
总结  66-67
参考文献  67-69
攻读硕士学位期间取得的研究成果  69-70
致谢  70-71
附件  71

基于LDPC码和McEliece公钥密码体制的RFID认证协议研究

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