基于3G的RFID身份识别系统安全研究

　　引言

　　RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术是一种带有特定识别信息的无线电波传输技术。最早诞生于第二次世界大战，是战机的敌我识别（IFF）技术的发展。经过半个多世纪的研究和推动，在美国政府大力支持下，自上世纪90年代开始，逐步推向市场各个应用领域。经过20世纪RFID技术的不断创新和飞速突破，到今天，RFID已经深入到人类社会生活的各个方面。

　　随着3G时代更快的网速以及技术的支持，使得3G与RFID相结合的身份识别以及应用成为未来手机功能的发展趋势。但RFID识别的数据改写的特性，RFID标签中常存放着重要的用户数据，甚至是隐私信息，这样就存在黑客攻击 RFID系统的危险。本文就3G手机支付中客户身份识别这一具体的应用，研究了RFID系统的信息安全以及解决方案。

　　一 RFID系统的基本组成与安全攻击分析

　　1.1 RFID系统的基本组成

　　一个典型的射频识别（RFID）系统通常由电子标签（Tag）、读写器（Reader）、中间件（Middleware）及数据管理系统（Database）三部分组成。

　　电子标签：电子标签也称作智能标签，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着（或者嵌入）在物体上标识目标对象，分为有源标签和无源标签两种类型。

　　读写器：读写器又称读头、阅读器等，读取（有时还可以写入）电子标签信息的设备，可设计为手持式或固定式，是RFID系统信息控制和处理中心。读写器一般由射频接口、逻辑控制单元和天线3部分组成。

　　中间件及数据管理系统：数据管理系统完成RFID数据信息的集中存储和管理，可以是各种数据库系统或者供应链系统，负责采集和处理来自读写器的信息。中间件是RFID系统的神经中枢，负责联系RFID读写器和数据管理系统。

　　1.2 RFID系统安全攻击分析

　　针对RFID识别系统的攻击手段可分为主动型攻击和被动型攻击两种。主动攻击主要包括：通过物理手段在对获得的RFID标签进行破解和复制;通过软件或仪器等设备，对RFID电子标签和读写器进行协议分析，寻找协议和算法的弱点，从而进行删除电子标签内容或篡改电子标签内容的攻击;通过干扰、阻塞无线信道或其它手段，产生异常环境，使RFID发生故障，或进行拒绝服务的攻击等。被动攻击主要包括：通过窃听技术，或分析RFID系统正常工作过程中产生的各种电磁特征，以获取RFID标签与读写器之间或其它RFID通信设备之间的通信数据;通过窃听设备，跟踪RFID标签动态等。

　　常见的攻击手段主要有以下9种：

　　（1）数据演绎：攻击者利用某种手段获得了RFID标签的当前信息，然后使用演绎的方法，从此信息中推测出该标签的历史信息，这会使整个RFID数据库受到威胁。

　　（2）跟踪：当被查询的RFID标签会返回固定的信息时，攻击者就可以以此不断跟踪此RFID标签，如果此标签与人联系时就有隐私泄露的可能性。

　　（3）窃听：攻击者使用射频设备探测读写器和RFID标签之间的通信内容。由于RFID系统通信的不对称性（读写器的发射功率远大于RFID标签的发射功率），攻击者可以轻松截获前向信道（读写器到RFID标签）内容。窃听是一种常见的被动攻击手段。　　 （4）物理攻击：攻击者通过分析RFID芯片来获取密钥。但该攻击手段成本过高，对攻击者的吸引力很小。

　　（5）非法访问：攻击者只要拥有与本RFIF系统协议兼容的读写设备，就可以对RFID标签进行访问并可以获取标签上的信息。有可能导致个人信息的泄漏，严重威胁个人的隐私。

　　（6）拒绝服务。攻击者不断地发射干扰信号，使RFID系统不能正常通信。这种攻击手段对RFID系统本身并不产生破坏，只是干扰系统的通信，但它不可能在公开场合长时间实施，且系统恢复较快，所以拒绝服务是所有攻击中危害最小的手段。

　　（7）伪造：攻击者获取标签的敏感信息（例如密钥或产品代码）后，可依此伪造出相同的标签并欺骗读写器进行验证，以获取利益。该手段属于主动攻击类型，破坏性大，是最常用的攻击手段，是RFID系统安全的主要隐患之一。

　　（8）重放：攻击者通过重复历史信息，达到冒充标签或读写器的目的。

　　（9）篡改：攻击者利用读写器对合法RFID标签进行信息恶意修改，导致合法RFID标签失效。