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(jìn)行應(yīng)對了。如今，有關(guān)的研究者為此提出通過輕量級(jí)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(biāo)簽法、標(biāo)簽臨時(shí)失活法、阻塞法等。由于大多數(shù)的射頻識(shí)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(yīng)用關(guān)鍵性的一個(gè)問題。而更為完善的RFID系統(tǒng)及其安全認(rèn)證協(xié)議始終是一個(gè)需要攻克的難題。然而幸運(yùn)的是國內(nèi)外有關(guān)從事射頻識(shí)別技術(shù)研究方面的專家和學(xué)者，一直努力致力于射頻識(shí)別技術(shù)的安全問題及其應(yīng)對策略方面的研究，更有基于射頻識(shí)別技術(shù)的整體性去研究解決之道的，如今對于射頻識(shí)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(huì)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(shè)計(jì)RFID 技術(shù)作為普遍應(yīng)用的一項(xiàng)短距離無線通信技術(shù)，對其進(jìn)行技術(shù)開發(fā)的最終目標(biāo)就一定是降低有關(guān)設(shè)備（如RFID 讀寫器、標(biāo)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(biāo)簽中的天線等硬件的開發(fā)是一項(xiàng)重要的工作。由于天線的質(zhì)量影響到讀寫器與標(biāo)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(shí)別系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。而頻率不同的 RFID 系統(tǒng)在其天線的設(shè)計(jì)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(shí)別系統(tǒng)而言，天線主要是工作在近場的，因而天線的設(shè)計(jì)就變得簡單；可是對于工作在高頻以上頻段的射頻識(shí)別系統(tǒng)而言，天線主要是工作在遠(yuǎn)場的，這樣天線的設(shè)計(jì)就是很復(fù)雜的[11]。因此，怎樣設(shè)計(jì)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(shí)別技術(shù)的研究者一起思考的課題。當(dāng)前有研究者設(shè)計(jì)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(dāng)好的效果，從而有希望解決射頻識(shí)別天線設(shè)計(jì)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(shí)別系統(tǒng)存在著需要多目標(biāo)識(shí)別的難題。這是在射頻識(shí)別系統(tǒng)正常工作的時(shí)候，在其有效的讀寫區(qū)域之內(nèi)很可能因?yàn)樾枰嬖谥鄠€(gè)標(biāo)簽。此時(shí)，假設(shè)有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電子標(biāo)簽都發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這樣就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，由此也就破壞了兩個(gè)或者兩個(gè)以上數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性。然而存在多個(gè)讀寫器以及多個(gè)標(biāo)簽的時(shí)候，這樣的射頻識(shí)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(gè)電子標(biāo)簽可能于相同時(shí)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(shí)別技術(shù)研究中始終要面對的課題。信道多路復(fù)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(shí)現(xiàn)傳輸多路的信號(hào)，這一技術(shù)同樣適用于解決射頻識(shí)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(shí)分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及空分多址（SDMA）。時(shí)分多址是把傳輸信道分為不同的時(shí)間段，而每個(gè)電子標(biāo)簽僅僅占有其中一個(gè)時(shí)間段以發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這樣讀寫器就會(huì)根據(jù)預(yù)定的時(shí)間段去接收數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)不同電子標(biāo)簽在不同時(shí)間段出現(xiàn)的混擾信號(hào)傳輸問題[13]。頻分多址的工作原理是把若干個(gè)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(yīng)用在射頻識(shí)別系統(tǒng)之中，就是把不同電子標(biāo)簽信號(hào)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(shí)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(hào)進(jìn)行區(qū)分。通過這一技術(shù)信道的復(fù)用率很高，而其頻率分配也是方便和快捷的，不過對應(yīng)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(hào)，因此要求射頻識(shí)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(yīng)的碼型，而無法解調(diào)不對應(yīng)的其它碼型，由此避開了讀寫器終端需要對不同電子標(biāo)簽所發(fā)送過來的碼型進(jìn)行同時(shí)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(yīng)的接收機(jī)和其匹配才能解碼，這樣會(huì)出現(xiàn)讀寫器數(shù)量過多，而無法具備其應(yīng)有的便攜性和移動(dòng)性，因此碼分多址技術(shù)并沒有在射頻識(shí)別領(lǐng)域獲得大面積的采用?？辗侄嘀返墓ぷ髟硎前褌鬏斂臻g分成為不相同的信道，由此使多光束頻率復(fù)用得到實(shí)現(xiàn)的一種技術(shù)。在獲得全部電子標(biāo)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(gè)電子標(biāo)簽之間進(jìn)行輪換，由此實(shí)現(xiàn)不同位置同頻率的電子標(biāo)簽處在不同的時(shí)間之內(nèi)和讀寫器進(jìn)行通信，從而避開了因?yàn)轭l率競爭而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)碰撞。不過，因?yàn)橛邢薜淖x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(yīng)用在進(jìn)行高頻通信的場合，一般要求頻率達(dá)到 850MHz以上。此外，由于復(fù)雜的天線設(shè)計(jì)原理，導(dǎo)致射頻識(shí)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(shí)別系統(tǒng)存在多方面的限制，如體積小、功耗低、內(nèi)部存儲(chǔ)容量不高等，電子標(biāo)簽和讀寫器在其硬件電路的設(shè)計(jì)方面還無法滿足現(xiàn)實(shí)的需要，當(dāng)然這是針對除了時(shí)分多址之外的其它三種技術(shù)而言的，因此當(dāng)前在數(shù)據(jù)碰撞的研究方面時(shí)分多址技術(shù)得到了最為普遍的使用。（4）定位研究當(dāng)前空間定位技術(shù)已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，例如歐洲的伽利略、美國的GPS還有中國的北斗導(dǎo)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(diǎn)問題是短距離無線通信，這其中射頻識(shí)別技
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