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基于混沌神经网络公钥算法的RFID安全协议

作　者: 林传超
导　师: 魏腾雄
学　校: 华侨大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: RFID 混沌神经网络 安全协议 公钥
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要


射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）是物联网感知层重要的组成部分和关键技术，是物联网“十二五”发展规划支持的重点，RFID被认为是可以改变我们的生活方式的非常有前景的技术。伴随着物联网的兴起，作为物联网支撑技术的射频识别（RFID）系统的安全问题变得越来越重要，特别是如何保护用户的隐私问题，因为这影响到RFID技术的大范围部署。RFID安全协议是目前关于RFID安全问题的研究热点，而如何在RFID安全协议上使用安全的密码算法也是很多研究者所关注的。本文在对RFID的安全现状的研究的基础上，提出了一种新的基于混沌神经网络公钥算法的RFID安全协议。基于混沌神经网络的公钥算法结合了神经网络和混沌系统各自的优点，一方面利用混沌复杂的非线性来提高算法的安全性，另一方面利用神经网络的并行处理来提高算法的加密速度，并且适合用FPGA来直接实现它的并行运算,不仅具有较高的加解密速度，而且安全性较强。基于混沌神经网络公钥算法的RFID认证协议相对于基于哈希函数和基于对称密钥加密的RFID认证协议，有较好的安全性。本文详细描述了RFID系统基本知识，分析了RFID系统存在的威胁和安全问题，并介绍了目前关于RFID安全所采取的解决策略，特别是已有的一些密码机制。在此基础上重点研究了基于混沌神经网络的公钥算法，并对该算法进行了设计与实现。接着提出了基于混沌神经网络公钥算法的RFID协议，详细阐述了本协议的具体内容、工作原理和硬件FPGA实现。最后对协议进行了包括算法安全性、抗常见攻击能力、协议可行性、加解密速度等指标在内的性能分析。分析结果表明该协议可以为RFID系统提供更好的安全性，能为用户提供更好的隐私保护，且性能较佳。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题的背景和研究意义  9-11
  1.2 国内外研究概况及发展趋势  11-13
  1.3 本文的主要内容及创新点  13-14
    1.3.1 主要做的工作  13
    1.3.2 组织结构  13-14
第2章 RFID 系统的组成和原理  14-26
  2.1 RFID 系统的基本构成  14-19
    2.1.1 电子标签  15-16
    2.1.2 读写器  16-18
    2.1.3 后台计算机  18
    2.1.4 RFID 系统的基本工作原理  18-19
  2.2 RFID 系统的分类  19-22
    2.2.1 按工作频率分类  19-20
    2.2.2 按照供电方式分类  20
    2.2.3 按照耦合方式分类  20-21
    2.2.4 按照主动、被动、半主动式系统分类  21-22
  2.3 RFID 系统的技术标准  22-25
    2.3.1 全球 RFID 标准化组织  22-24
    2.3.2 我国的 RFID 标准化  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 RFID 系统的安全  26-34
  3.1 RFID 系统的安全需求  26-28
    3.1.1 安全问题  26-27
    3.1.2 安全威胁  27-28
  3.2 RFID 系统的安全机制  28-33
    3.2.1 物理机制  28-29
    3.2.2 密码机制  29-32
    3.2.3 法律机制  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第4章 混沌神经网络公钥算法  34-48
  4.1 密码学基础  34-40
    4.1.1 基本模型  34-36
    4.1.2 密码体制  36-38
    4.1.3 哈希函数  38-40
  4.2 神经网络混沌吸引子  40-44
    4.2.1 神经网络  40-42
    4.2.2 离散 Hopfield 神经网络  42-43
    4.2.3 网络的稳定性  43-44
  4.3 神经网络公钥算法  44-47
    4.3.1 神经网络模型  44-45
    4.3.2 基于混沌吸引子的 Diffe-Hellman 公钥体制  45
    4.3.3 算法的设计与实现  45-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 基于混沌神经网络公钥算法的 RFID 协议  48-61
  5.1 协议算法  48-49
    5.1.1 协议工作原理及初始化  48
    5.1.2 协议步骤  48-49
  5.2 协议算法的 FPGA 实现  49-57
    5.2.1 FPGA 简介  49-51
    5.2.2 协议密钥产生模块设计  51-54
    5.2.3 仿真结果  54-57
  5.3 协议性能分析  57-60
    5.3.1 混沌神经网络公钥算法的安全性  57-58
    5.3.2 协议的可行性  58-59
    5.3.3 协议抗常见攻击的安全性  59
    5.3.4 加密效率与速度  59-60
  5.4 本章小结  60-61
第6章 总结与展望  61-63
  6.1 总结  61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 光模式识别及其装置
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