基于rfid的物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全對策(編輯修改稿)
2025-07-20 06:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)主要面對的威脅來自多方面，如追蹤、監(jiān)聽、攻擊、謊騙以及病毒等等，因此需要我們采取更加行之有效的措施進行應對了。如今，有關(guān)的研究者為此提出通過輕量級的一些混合算法以解決RFID技術(shù)中的隱私以及安全問題，如“Killing”標簽法、標簽臨時失活法、阻塞法等。由于大多數(shù)的射頻識別技術(shù)協(xié)議始終存在著一些不完善的地方，因此是否能夠完美地解決好RFID系統(tǒng)中存在的安全問題就成為RFID技術(shù)獲得大規(guī)模應用關(guān)鍵性的一個問題。而更為完善的RFID系統(tǒng)及其安全認證協(xié)議始終是一個需要攻克的難題。然而幸運的是國內(nèi)外有關(guān)從事射頻識別技術(shù)研究方面的專家和學者，一直努力致力于射頻識別技術(shù)的安全問題及其應對策略方面的研究，更有基于射頻識別技術(shù)的整體性去研究解決之道的，如今對于射頻識別技術(shù)安全問題已經(jīng)在整體解決方案方面初具規(guī)模了，未來相信RFID 技術(shù)會出現(xiàn)巨大的變化并給我們的生活帶來很大的方便。（2）硬件設計RFID 技術(shù)作為普遍應用的一項短距離無線通信技術(shù)，對其進行技術(shù)開發(fā)的最終目標就一定是降低有關(guān)設備（如RFID 讀寫器、標簽等）的生產(chǎn)成本并努力提高RFID的通信質(zhì)量，其中讀寫器和標簽中的天線等硬件的開發(fā)是一項重要的工作。由于天線的質(zhì)量影響到讀寫器與標簽的性能，如其整體規(guī)模、讀寫距離的大小等，因此它是射頻識別系統(tǒng)中一項重要的技術(shù)指標。而頻率不同的 RFID 系統(tǒng)在其天線的設計及其原理上都存在著很大的區(qū)別。例如，對于工作在低頻與高頻頻段的射頻識別系統(tǒng)而言，天線主要是工作在近場的，因而天線的設計就變得簡單；可是對于工作在高頻以上頻段的射頻識別系統(tǒng)而言，天線主要是工作在遠場的，這樣天線的設計就是很復雜的[11]。因此，怎樣設計出高質(zhì)量天線，使其能夠有效地減小硬件的尺寸，一直以來是射頻識別技術(shù)的研究者一起思考的課題。當前有研究者設計出一種片上天線，這一創(chuàng)新性的天線由于使用高度集成技術(shù)而使其具有相當好的效果，從而有希望解決射頻識別天線設計中始終讓我們覺得困擾的天線硬件尺寸太大的技術(shù)難題。（3）碰撞問題射頻識別系統(tǒng)存在著需要多目標識別的難題。這是在射頻識別系統(tǒng)正常工作的時候，在其有效的讀寫區(qū)域之內(nèi)很可能因為需要存在著多個標簽。此時，假設有兩個或者兩個以上的電子標簽都發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這樣就會發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，由此也就破壞了兩個或者兩個以上數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性。然而存在多個讀寫器以及多個標簽的時候，這樣的射頻識別系統(tǒng)也就自然存在另外一種形式的碰撞問題，也就是一個電子標簽可能于相同時間接收到來自不同讀寫器所發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息。如何解決好上述的碰撞問題，這是射頻識別技術(shù)研究中始終要面對的課題。信道多路復用技術(shù)在數(shù)字通信系統(tǒng)領(lǐng)域能夠在一條鏈路上實現(xiàn)傳輸多路的信號，這一技術(shù)同樣適用于解決射頻識別系統(tǒng)之中存在的上述碰撞問題。目前，這一技術(shù)主要有下述四種方式[12] ：時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及空分多址（SDMA）。時分多址是把傳輸信道分為不同的時間段，而每個電子標簽僅僅占有其中一個時間段以發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這樣讀寫器就會根據(jù)預定的時間段去接收數(shù)據(jù)信息，從而實現(xiàn)不同電子標簽在不同時間段出現(xiàn)的混擾信號傳輸問題[13]。頻分多址的工作原理是把若干個不同的載波頻率所在的傳輸通路一起提供給終端的用戶全部使用。而應用在射頻識別系統(tǒng)之中，就是把不同電子標簽信號都調(diào)制到互相不出現(xiàn)交疊的不同頻段之上，由此在同一信道上實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。這一技術(shù)對于讀寫器的接收端而言可以借助相干解調(diào)技術(shù)把不同的信號進行區(qū)分。通過這一技術(shù)信道的復用率很高，而其頻率分配也是方便和快捷的，不過對應著不同的頻段，需要讀寫器具有不同的接收器來解調(diào)信號，因此要求射頻識別系統(tǒng)具備較高的硬件配置[14]。碼分多址的技術(shù)采用的是相互之間具有不同的編碼序列并在相同的信道上傳輸數(shù)據(jù)信息。對于讀寫器終端來說，只能解調(diào)和自身相對應的碼型，而無法解調(diào)不對應的其它碼型，由此避開了讀寫器終端需要對不同電子標簽所發(fā)送過來的碼型進行同時的解碼而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)碰撞問題。不過由于不同的碼型需要相對應的接收機和其匹配才能解碼，這樣會出現(xiàn)讀寫器數(shù)量過多，而無法具備其應有的便攜性和移動性，因此碼分多址技術(shù)并沒有在射頻識別領(lǐng)域獲得大面積的采用。空分多址的工作原理是把傳輸空間分成為不相同的信道，由此使多光束頻率復用得到實現(xiàn)的一種技術(shù)。在獲得全部電子標簽的空間信息之后，借助讀寫器中特定的天線來控制其電子定向，并讓天線方向在有效區(qū)域之內(nèi)各個電子標簽之間進行輪換，由此實現(xiàn)不同位置同頻率的電子標簽處在不同的時間之內(nèi)和讀寫器進行通信，從而避開了因為頻率競爭而導致的數(shù)據(jù)碰撞。不過，因為有限的讀寫器尺寸，這就在一定程度上限制了讀寫器中天線的尺寸，所以這一空分多址技術(shù)只可以應用在進行高頻通信的場合，一般要求頻率達到 850MHz以上。此外，由于復雜的天線設計原理，導致射頻識系統(tǒng)的整體硬件出現(xiàn)高昂的成本，這樣限制了其批量使用，而只能適用于一些特定的場所。根據(jù)上述分析，由于射頻識別系統(tǒng)存在多方面的限制，如體積小、功耗低、內(nèi)部存儲容量不高等，電子標簽和讀寫器在其硬件電路的設計方面還無法滿足現(xiàn)實的需要，當然這是針對除了時分多址之外的其它三種技術(shù)而言的，因此當前在數(shù)據(jù)碰撞的研究方面時分多址技術(shù)得到了最為普遍的使用。（4）定位研究當前空間定位技術(shù)已經(jīng)得到了普遍的應用，例如歐洲的伽利略、美國的GPS還有中國的北斗導航系統(tǒng)等，可是處于室內(nèi)環(huán)境之中這些定位技術(shù)未必就能發(fā)揮其優(yōu)勢。最近幾年以來研究的熱點問題是短距離無線通信，這其中射頻識別技
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