CN103098081B - 一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种无源超高频射频识别系统中的数据加密传输方法和装置，该方法包括：接收读写器发送的明文指令；根据明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；如果需对读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。该装置包括：接收单元，用于接收读写器发送的明文指令；判断单元，用于根据明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；加密单元，用于如果需要对读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。本发明提高了整个无源UHF RFID系统的安全性。

Description

一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法和装置
技术领域
本发明涉及射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术，尤其涉及一种无源超高频(UltraHighFrequency，UHF)RFID系统中数据传输方法和装置。
背景技术
RFID是一种通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别的技术。RFID技术是多项基础技术的集合，包括微芯片制造技术、天线技术、无线射频技术、通信技术、数据交换与数据编码技术等。
UHFRFID系统是指；工作频率为840～845MHZ、920～925MHZ(超高频段)的RFID系统。最简单的UHFRFID系统是由标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成：当标签进入磁场区域后，接收的读写器向标签发出信号，标签凭借感应电流所获得的能量，向读写器发送出存储在芯片中的产品的相关信息(PassiveTag-无电源标签或称被动标签)，读写器读取到标签信息并译码后，送至中心信息系统进行有关的处理，在实际应用中需要其它的软硬件支持。
基于RFID技术对互联网络支撑的特性，将对社会的智能化、信息化、生产模式将产生深刻影响，因此，其应用的重要意义将关乎国家经济发展与建设信息化进程，涉及国家信息安全和国家利益，对其核心技术研究、开发出具有我国自主知识产权RFID基础技术和标准一直以来是我国RFID产业急待解决的问题。
RFID核心技术和标准中涉及国家和企业安全的核心问题是空口协议、指令集、安全认证与数据加密处理等。
目前，就国际EPC(Engineer，Procure，Construct头字母缩写，其中文含义是对一个工程负责进行“设计、采购、施工”，与通常所说的工程总承包含义相似)globalC1G2、ISO/IEC18000-6C标准中所涉及的核心技术而言，在系统中仅考虑EPC编码、传输与简约的远程认证，没有全面考虑数据在通讯过程及不同应用的特殊要求，其空口通讯协议在媒体访问控制层自定义命令，标签集成电路的状态机、存储器的设计中只采用了“Kill(终止)”、“Access(访问)”密码的访问控制机制来解决安全性问题，而没有考虑采用用户密钥(USKEY)认证问题。
在EPC标准中，读写器和标签之间的传输数据在传输过程中采用明文传输。这很可能使我国战略资源有关信息被第三方读写器所窃听，这显然会对敏感信息甚至其他非常重要的相关信息的安全造成重大隐患，任何读写器都能够读取标签数据和向标签芯片写数据。因此，标签芯片数据复制盗用很难避免，特别是当储存在芯片中的数据为与经济建设等相关的敏感数据。读写器和单个标签进行通信(读或者写)的过程，在被访问之前，标签必须被唯一识别。访问的每一个操作包括多个命令与参数。因此如果读写器和标签之间的传输数据在传输过程中采用明文传输，存在如下安全隐患：未经授权的读取(UnauthorizedRead(Implyfromrepeattrying))；未经授权的写入(UnauthorizedWrite)；窃听(Eavesdropping)；重放攻击(Replayattack)；电子欺骗(Spoofing(Clone))；截取(Interception)；信任威胁(TrustPerimeterThreat)；基础设施威胁(InfrastructureThreat(DoS))，因此，读写器和标签之间的传输数据在传输过程中采用明文传输，使整个无源UHFRFID系统存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法和装置，以提高整个无源UHFRFID系统的安全性。
一方面，本发明实施例提供了一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法，所述方法包括：接收读写器发送的明文指令；根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
另一方面，本发明实施例提供了一种无源超高频射频识别系统中的数据传输装置，所述装置包括：接收单元，用于接收读写器发送的明文指令；判断单元，用于根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；加密单元，用于如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
上述技术方案具有如下有益效果：因为采用接收读写器发送的明文指令；根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理的技术手段，所以提高了整个无源UHFRFID系统的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法流程图；
图2为本发明实施例一种无源超高频射频识别系统中的数据传输装置结构示意图；
图3为本发明实施例一种无源超高频射频识别系统中的数据传输装置结构示意图；
图4为本发明应用实例标签电路逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明实施例一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法流程图，所述方法包括：
101、接收读写器发送的明文指令。
可选的，所述接收读写器发送的明文指令后，可以对所述明文指令进行解调处理；可以解析解调后的所述明文指令，获取所述明文指令中的加解密参数位信息。
102、根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
103、如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
可选的，所述对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，可以包括：可以利用数据加密算法(DataEncryptionAlgorithm，DEA)对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。可选的，所述对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，可以包括：在现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)中，利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
可选的，所述通讯数据可以包括如下的一种或者多种：读指令、写指令、业务数据。
本发明上述方法实施例由于读写器和标签之间的通讯数据采用加密处理，因此提高了整个无源UHFRFID系统的安全性。
对应于上述方法实施例，如图2所示，为本发明实施例一种无源超高频射频识别系统中的数据传输装置结构示意图，所述装置包括：
接收单元201，用于接收读写器发送的明文指令；
判断单元202，用于根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；
加密单元203，用于如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
如图3所示，为本发明实施例一种无源超高频射频识别系统中的数据传输装置结构示意图，所述装置不但包括上述接收单元201、判断单元202和加密单元203，所述装置还可以包括：
解调单元204，用于所述接收单元201接收读写器发送的明文指令后，对所述明文指令进行解调处理；
解析单元205，用于解析解调后的所述明文指令，获取所述明文指令中的加解密参数位信息。
可选的，所述加密单元203，进一步用于利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
可选的，所述加密单元203，进一步用于在现场可编程门阵列FPGA中，利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
可选的，所述通讯数据可以包括如下的一种或者多种：读指令、写指令、业务数据。
本发明上述装置实施例由于读写器和无源超高频射频识别系统中的数据传输装置之间的通讯数据采用加密处理，因此提高了整个无源UHFRFID系统的安全性。
上述无源超高频射频识别系统中的数据传输装置可以包括标签，以下以标签和读写器之间的数据传递为例进行说明。
如图4所示，为本发明应用实例标签电路逻辑结构示意图，数字逻辑控制电路用于实现上述接收单元、判断单元的功能，FPGA为加密模块，用于实现上述加密单元的功能。标签中数字逻辑控制电路首先将接收的解调后的指令与参数进行解析处理，根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理：如果“是(参数为01)”，则启动FPGA的加密功能，将通讯数据加密后存储到存储器中；否则，如果“否(参数为00)”，则直接将通讯数据存储到存储器中。标签中的数据的输出是根据指令参数，对存储器的区块数据进行组织，直接读取存储器被加密的数据。
本发明应用实例标签芯片中数据采用密文保存，标签与读卡器之间的通讯采用安全加密传输，提高了空中数据传输的安全性，增加了攻击者获取有效标签数据的难度，由此形成一系列安全机制。其提供了一种在标签芯片中及其强调低功耗、低门控电路实现简化的DES加密算法技术，使芯片、读写器之间的数据流有加密安全保障，解决了功耗与安全性之间的矛盾。不像EPC、ISO/IEC标准规定的那样把存取密码与数据不加保护的公开发射出去，给攻击者以可乘之机，从而使公共服务系统的公信力大打折扣。本发明针对UHFRFID系统存在的安全隐患，提供了从标签芯片至读卡器间数据加密存储与传输的安全机制，为UHFRFID系统中标签芯片存储器数据提供了命令参数控制低门耗物理加密算法电路，增强了特殊用户敏感数据的安全性。
目前建设信息化，是我国新世纪新阶段的战略目标。近年来，随着信息化建设步伐的加快，采用现代化信息技术手段越来越具有举足轻重的地位，本发明实施例高安全的RFID技术主要应用如下：(1)装备物资仓储管理：基于安全的射频识别技术，为相关装备物资以及存储货架安装RFID标签，通过手持RFID识别设备完成装备物资的相关出库和入库操作，以及对装备物资仓储状态的预警。(2)物流与货物跟踪：整合现有GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)监控系统资源，将运装备物资运输车辆加装车辆监控系统；同时与基于RFID的射频识别标签，结合射频识别读写器设备，对车辆运输过程和装备仓库进行动态监管。(3)装备物资消耗动态监管：通过射频标签、手持/固定读写器、PDA(PersonalDigitalAssistant，个人数字助理)、无线/有线局域网和GPS等技术实现装备物资的使用和消耗的动态管理。实现物资装备使用情况与消耗情况、已送达物资装备和已消耗物资装备的信息采集、装备识别与信息传输，对物资装备的供应与消耗进行实时监控管理。(4)装备物资调拨信息：改变现有装备物资调拨完全手动表格的方式，整合装备物资仓储信息资源，实现装备物资调拨申请与批准的电子化管理，提供自动化的装备物资调拨信息服务。(5)装备物资在途管理：通过内部高速宽带无线传输系统，通过车载电台与手持式RFID识别设备进行的数据交互，实现装备物资动态信息的实时传输与监控管理。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括上述全部或部分步骤，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无源超高频射频识别系统中的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：
接收读写器发送的明文指令；
根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；
如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；
其中，标签与读写器之间的通讯采用加密传输，所述通讯数据包括如下的一种或者多种：读指令、写指令、业务数据。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于：
所述接收读写器发送的明文指令后，对所述明文指令进行解调处理；
解析解调后的所述明文指令，获取所述明文指令中的加解密参数位信息。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，包括：
利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，包括：
在现场可编程门阵列FPGA中，利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
5.一种无源超高频射频识别系统中的数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：
接收单元，用于接收读写器发送的明文指令；
判断单元，用于根据所述明文指令中的加解密参数位信息，判断是否需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；
加密单元，用于如果需要对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理，则对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理；
其中，标签与读写器之间的通讯采用加密传输，所述通讯数据包括如下的一种或者多种：读指令、写指令、业务数据。
6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述装置还包括：
解调单元，用于所述接收单元接收读写器发送的明文指令后，对所述明文指令进行解调处理；
解析单元，用于解析解调后的所述明文指令，获取所述明文指令中的加解密参数位信息。
7.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述加密单元，进一步用于利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
8.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述加密单元，进一步用于在现场可编程门阵列FPGA中，利用数据加密算法DEA对所述读写器和标签之间的通讯数据进行加密处理。
9.如权利要求5-8中任一项所述装置，其特征在于，所述无源超高频射频识别系统中的数据传输装置包括标签。
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