CN103152181B - 一种rfid数据加密方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID数据加密方法，具体通过公有密钥、广义逆矩阵运算、标签ID号三轮安全认证实现。本方法以矩阵运算为基础，由于一个矩阵的广义逆矩阵不是唯一的，因此根据矩阵的一个广义逆矩阵很难破译出矩阵，从而可以用来实现数据加密；同时引入动态密钥的思想，采用双密钥三重认证机制，这样可以在更大程度上确保数据的保密性和通信的安全性。本发明的方法的实现不需要很强劲的硬件作支撑，可以在有限硬件资源上实现的RFID数据加密，使得采用低成本的被动标签实现较高安全性的数据通信成为可能。

Description

一种RFID数据加密方法

技术领域

本发明属于射频识别和保密通信领域，具体涉及一种RFID数据加密方法。

背景技术

无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一种利用无线射频信号耦合（电磁或者电感耦合）或者雷达反射的传输特性，在读写器和标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的的技术。这种识别技术的优点之一就是无需任何物理接触或者其他任何可见的接触。RFID技术带来便利的同时，也存在诸如标签信息泄漏、窃取、追踪等安全隐患问题。

一个最基本的RFID系统主要由3部分组成：标签(Tag)，读写器(Reader)和后台数据库(backend)。按照能量供给原理，标签Tag可以分为主动(Active)标签和被动(Passive)标签。主动标签又被称为智能标签，能运行一些复杂的算法，比如ECC、RSA，安全性较高；被动标签则只能靠与读写器之间切割磁感线产生感应电流来供给能量，内部只有基本的逻辑门电路，可以被不停的访问，直到有回应为止，因此也被称为逻辑卡，现阶段只能运行一些硬件成本低的算法，因此安全性相对较低。主动标签天生的优势，使得它得以继承在移动通信等其它场景中得到认可的优秀的安全算法和方案；被动标签虽然有着极大的成本限制，导致其安全方面存在很多弊端，但也正是它的廉价使得其拥有极其广大的用户。

为了解决RFID系统的安全问题，最大限度地降低其面临的安全风险，必须为RFID系统构造一个可靠的安全机制，用于Tag与Reader间的相互认证和传输数据。在提升安全机制方面，近几年国内外RFID方面的研究学者提出了不少的解决办法，目前提出的方案中采用的协议大多是询问/应答的协议模式，不同之处在于所采取的算法不同。主要有基于单向Hash函数和基于传统加密算法两大类。

基于单向Hash函数的安全协议主要包括Hash Lock协议、随机化Hash Lock协议、Hash链协议、基于杂凑的ID变化协议、分布式RFID询问/响应认证协议、LCAP协议等。这些协议有各自的缺点，国内外对这方面已经研究的比较透彻，在此不再赘述。

基于传统的加密算法的安全协议中，有学者提出基于ECC的公钥认证方案和基于零知识的认证思想。这类协议需要较强的计算能力和较大的存储空间，而一般的Tag所拥有的逻辑门数量大约为5000到10000个，远不能满足传统加密机密算法的需求，因此不适合于低成本的被动标签。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的加密算法不适合于被动标签问题，提出了一种RFID数据加密方法。

本发明的技术方案为：一种RFID数据加密方法，包括如下步骤：

S1.读写器随机产生两个数r1与r2，使用r1和r2作为输入参数分别产生一个m*n阶矩阵N₁和一个n*k阶矩阵M₁，得出M₁的一个广义逆矩阵，然后将M₁，，N₁分别存放在读写器的私有存储空间，同时读写器将i和随机数r1与r2传送给标签；

S2.标签根据接收到的参数r1和r2，使用与读写器一样的矩阵生成方式得到与读写器相同的矩阵N₁和M₁，同时计算出N₁的一个广义逆矩阵，并将M₁、N₁和分别存放在标签的私有存储空间；对接收到的右乘M₁得到即N₁M₁，然后将运算结果存放在标签的动态密钥区，再对左乘并传送给读写器；

S3.读写器收到之后，对其左乘N₁得到，即N₁M₁，然后将其传送给标签；

S4.标签收到N₁M₁之后将其与存储在标签动态密钥区里的值进行比较，如果二者一致则通过第一轮安全认证，否则，第一轮安全认证失败，终止本次通信，第一轮安全认证成功后，根据矩阵M₁的列数k将存储在标签存储区中的动态密钥生成序列K转换为k行矩阵P，；对矩阵N₁M₁右乘矩阵P，相乘的结果记为Q，将矩阵Q中的所有元素按列抽取为一串序列记为Key，然后将Key作为动态密钥并使用固化在标签中的动态密钥加密算法对标签ID号进行加密，加密后的结果为En（Key，ID1），并将其传送给读写器。

S5.读写器收到标签发来的En（Key，ID1）之后将其与矩阵N₁M₁一起发送给后台数据库服务器，后台数据库服务器中存储着与标签中相同的动态密钥生成序列K和动态密钥加密和解密算法，采用与步骤S4相同的方式得到动态密钥Key，并通过对密文En（Key，ID1）解密得到标签序列号ID1，然后将解密得到标签序列号ID1在后台数据库服务器中进行验证，如果找到与其相匹配的ID号，则说明所读的标签是合法标签，并通过第二轮安全认证，否则，立即终止本次会话；

S6.第二轮安全认证通过后，后台数据库服务器根据矩阵N₁的行数m将动态密钥生成序列K转换为m列矩阵S，接下来对矩阵N₁M₁左乘矩阵S，相乘的结果记为T，将矩阵T中的所有元素按行抽取为一串序列记为Key’，然后将Key’作为动态密钥并使用动态密钥加密算法对标签ID号进行加密，加密后的结果为En（Key’,ID1），并将其与动态密钥Key’一起传送给读写器；

S7.读写器收到Key’和En（Key’，ID1）之后将Key’存入动态密钥区，用于安全认证通过以后与标签通信的加密密钥，然后将密文En（Key’，ID1）传送给标签，标签收到En（Key’，ID1）之后，采用与步骤S6相同的方式得到动态密钥Key’，并将Key’存入动态密钥区，接下来使用固化在标签存储区中的动态密钥解密算法解出ID1，将ID1与标签自身的ID号进行比对，如果比对结果完全一致则通过第三轮安全认证，否则立即终止本次会话。

进一步的，步骤S1至S7所述的传送均以明文的形式进行传送。

本发明的有益效果：本发明的方法以矩阵运算为基础，由于一个矩阵的广义逆矩阵不是唯一的，因此根据矩阵的一个广义逆矩阵很难破译出矩阵，从而可以用来实现数据加密；同时，本发明的方法引入动态密钥的思想，采用双密钥三重认证机制，这样可以在更大程度上确保数据的保密性和通信的安全性。本发明的方法的实现不需要很强劲的硬件作支撑，可以在有限硬件资源上实现RFID数据加密，使得采用低成本的被动标签实现较高安全性的数据通信成为可能。

附图说明

图1本发明的RFID数据加密方法流程示意图。

图2实施例中RFID标签存储空间组织结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

由矩阵的理论和性质可知：一个矩阵A的广义逆矩阵不是唯一的，因而由A^-很难破译出A。本方法就是基于矩阵的这种特性来实现对通信信息的加密，这样即便信息被非法窃取也很难被破解；同时，本方法还引入动态密钥的思想，采用双密钥三重认证的机制来实现较高强度的加密功能。由于每次通信密钥的选取都是随机的，即使在某一次的通信中密钥被破解也很难再重现，这样保密性就得到了大大增强。下面进行具体说明：

（1）如图1所示，首先Reader随机产生两个数r1与r2，使用r1和r2作为输入参数分别产生一个m*n阶矩阵N₁和一个n*k阶矩阵M₁，通过矩阵运算单元计算得出M₁的一个广义逆矩阵，由于矩阵M₁的广义逆矩阵不唯一，这里的代表M₁的多个广义逆矩阵中的一个，然后将M₁，，N₁分别存放在读写器的私有存储空间，以备后续认证时使用。同时，Reader将和随机数r1与r2分别以明文的形式传送给标签Tag1。这里表示矩阵大小的行或列的m、n、k可以根据实际情况进行具体设置。

下面给出一种矩阵的生成方式。

为了便于说明，设定这里的m=k，设矩阵N₁为m*n阶矩阵，M₁为n*k阶矩阵，m和n中最大的取为4，最小的取为3，不妨设m=4，n=3，输入参数为x，那么矩阵M₁的一种生成方式为 $\left[\begin{array}{cccc}x& x+1& x+3& x+5\\ x+1& x+3& x+5& x+7\\ x+3& x+5& x+7& x+9\end{array}\right],$ 由于矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}x& x+1& x+3\\ x+1& x+3& x+5\\ x+3& x+5& x+7\end{array}\right]$ 的行列式不等于零，因而矩阵M₁为行满秩矩阵，根据矩阵理论知识可知该矩阵一定存在一个广义逆矩阵。

同理，矩阵N₁的一种生成方式为 $\left[\begin{array}{ccc}x& x+1& x+3\\ x+1& x+3& x+5\\ x+3& x+5& x+7\\ x+5& x+7& x+9\end{array}\right],$ 同样，矩阵N₁为列满秩矩阵，也存在一个广义逆矩阵。

可以看出，矩阵的生成方式固定，只要标签收到读写器发来的输入参数x就可以生成相同的矩阵，而不需要传输生成的矩阵，这样就可以增加认证的速度，同时也可以降低算法被破解的风险。

（2）Tag1根据接收到的输入参数r1和r2，使用与Reader一样的矩阵生成算法可以分别得到与Reader中相同的矩阵N₁和M₁，同时计算出N₁的一个广义逆矩阵，由于矩阵N₁的广义逆矩阵不唯一，这里的代表N₁的多个广义逆矩阵中的一个，并将M₁、N₁和分别存放在标签的私有存储空间；紧接着对接收到的右乘矩阵M₁得，根据广义逆矩阵的性质可知与N₁M₁等价，然后将运算结果存放在动态密钥区，再对左乘矩阵，并将运算结果以明文的形式传送给Reader。

（3）Reader收到Tag1发来的之后，对其左乘矩阵N₁得到，也即是N₁M₁，然后将其以明文的形式传送给Tag1。

接下来进行第一轮安全认证：

（4）标签收到N₁M₁之后将其与存储在标签动态密钥区里的值进行比较，如果二者一致则通过第一轮安全认证，否则，第一轮安全认证失败，终止本次通信，第一轮安全认证成功后，根据矩阵M₁的列数k将存储在标签存储区中的动态密钥生成序列K转换为k行矩阵P，使得序列K中的所有数据均成为矩阵P中的元素，而且矩阵P中不能有全为零的列。接下来对矩阵N₁M₁右乘矩阵P，相乘的结果记为Q，下一步将矩阵Q中的所有元素按列抽取为一串序列记为Key，然后将Key作为动态密钥并使用固化在标签中的动态密钥加密算法对标签ID号进行加密，加密后的结果为En（Key，ID1），并将其传送给读写器。

下面给出一种矩阵P和序列Key的生成方式。

为了便于说明，这里设m=k=4，n=3，序列K={1,8,10,6,9,5,24,62,71},

那么矩阵P的生成方式为： $\left[\begin{array}{ccc}1& 9& 71\\ 8& 5& 0\\ 10& 24& 0\\ 6& 61& 0\end{array}\right],$ 也即将序列K中的所有元素依次放入矩阵P的第一列，第二列，…，直到序列K中的所有元素都放入矩阵P中为止，如果序列K中元素的个数不是k（即矩阵P的行数）的整数倍，那么就对缺少的元素进行补零处理，但是矩阵P中不能有元素全为零的列（即对不完整列补零完成就终止）。

设矩阵Q为 $\left[\begin{array}{ccc}5& 2& 47\\ 13& 17& 81\\ 6& 5& 0\\ 8& 30& 54\end{array}\right],$ Key为矩阵Q按列抽取所得到的序列，抽取完成之后Key={5,13,6,8,2,17,5,30,47,81,0,54}。

接下来进行第二轮安全认证：

（5）读写器收到标签发来的En（Key,ID1）之后将其与矩阵N₁M₁一起发送给后台数据库服务器，由于后台数据库服务器中存储着与标签中相同的动态密钥生成序列K和动态密钥加密和解密算法，采用相同的方法也可以得到动态密钥Key，并通过对密文En（Key,ID1）解密得到标签序列号ID1，然后将在后台数据库服务器（DataBase)中进行验证，如果找到与其相匹配的ID号，说明所读的标签是合法标签，并通过第二轮安全认证，否则，立即终止本次会话。如果非法标签通过前两轮安全认证，由于每一个标签的ID号都是唯一的，并且在生成过程中被锁定，之后将无法做出修改，如果这个标签的ID在后台数据库中没有记录，那么DataBase就判断这个标签是非法标签并通知读写器，读写器响应之后就会立即终止与该标签的通信，非法标签在第二轮安全认证的时候将会被屏蔽。

（6）第二轮安全认证通过后，后台数据库服务器根据矩阵N₁的行数m将动态密钥生成序列K转换为m列矩阵S，使得序列K中的所有数据均成为矩阵S中的元素，而且矩阵S中不能有全为零的行。接下来对矩阵N₁M₁左乘矩阵S，相乘的结果记为T，下一步将矩阵T中的所有元素按行抽取为一串序列记为Key’，然后将Key’作为动态密钥并使用动态密钥加密算法对标签ID号进行加密，加密后的结果为En（Key’,ID1），并将其与动态密钥Key’一起以明文的形式传送给读写器。

下面给出一种矩阵S和序列Key’的生成方式。

为了便于说明，这里设m=k=4，n=3，序列K={1,8,10,6,9,5,24,62,71},

那么矩阵S的生成方式为： $\left[\begin{array}{cccc}1& 8& 10& 6\\ 9& 5& 24& 61\\ 71& 0& 0& 0\end{array}\right],$ 也即将序列K中的所有元素依次放入矩阵S的第一行，第二行，…，直到序列K中的所有元素都放入矩阵S中为止，如果序列K中元素的个数不是m（即矩阵S的列数）的整数倍，那么就对缺少的元素进行补零处理，但是矩阵S中不能有元素全为零的行（即对不完整行补零完成就终止）。

设矩阵T为 $\left[\begin{array}{cccc}5& 12& 7& 61\\ 29& 5& 14& 35\\ 48& 0& 55& 94\end{array}\right],$ Key’为矩阵T按行抽取所得到的序列，抽取完成之后Key’={5,12,7,61,29,5,14,35,48,0,55,94}。

最后进行第三轮安全认证：

（7）读写器收到Key’和En（Key’,ID1）之后将Key’存入动态密钥区，用于安全认证通过以后与标签通信的加密密钥。然后将密文En（Key’,ID1）以明文的形式传送给标签，标签收到En（Key’,ID1）之后，通过与后台数据库服务器相同的方法得到动态密钥Key’，并将Key’存入动态密钥区，接下来使用固化在标签存储区中的动态密钥解密算法解出ID1，下一步将ID1与标签自身的ID号进行比对，如果比对结果完全一致则通过第三轮安全认证，否则立即终止本次会话。第三轮安全认证通过后，标签就可以将其存储区中的数据使用动态加密算法加密后以密文的形式发送给读写器，并且将存储在动态密钥区中的序列Key’作为数据加密的动态密钥。

可以看出，这里的标签、读写器以及后台数据库服务器中存放有相同的动态密钥加密与解密算法，加密或解密算法具有的密钥以及密钥序列长度都不固定。

在上述方法实现的过程中出现的一些变量和符号做以下解释和说明：

Reader：RFID读写器；Tag1：一个RFID标签；ID1：RFID标签Tag1的唯一标识序列号；DataBase：与RFID读写器相连接的后台数据库服务器；K：动态密钥生成序列，作为生成动态密钥Key和Key’的重要参数，Tag1与DataBase中存储着相同的K；Key：由K和矩阵运算产生，用于第二轮安全认证过程中为标签ID号加密的动态密钥，由于每一次认证过程中生成的矩阵N₁M₁具有一定的随机性，因而Key也具有一定的不确定性；Key’：由K和矩阵运算产生，用于第三轮安全认证过程中为标签ID号加密的动态密钥，同时Key’也用作三轮安全认证通过以后为RFID和Tag1之间数据传输加密，由于每一次认证过程中生成的矩阵N₁M₁具有一定的随机性，因而Key’也具有一定的不确定性；P/S：矩阵P和矩阵S为分别根据序列K生成的行固定和列固定矩阵，矩阵P的行数与矩阵M₁的列数相同均为k，列数由序列K中元素的个数确定。类似的，矩阵S的列数与矩阵N₁的行数相同均为m，行数由序列K中元素的个数确定；Q/T：矩阵Q为矩阵N₁M₁右乘矩阵P得到的结果，矩阵T为矩阵N₁M₁左乘矩阵S得到的结果；N₁M₁：表示一个m*n阶矩阵和一个n*k阶矩阵的矩阵乘积，其它的都类似，这里就不逐一说明；En（Key,ID1）:En（Key,ID1）表示以Key作为密钥，使用动态加密算法对ID1进行加密后的结果，其他的类似，这里就不做逐一说明。

动态加（解）密算法：指一种特殊的数据加密或解密算法，该算法具有密钥以及密钥长度不固定的特点；私有存储空间：有特定结构和访问权限的存储区域，多用于保存一些重要数据，防止非法被窃取和篡改，通常应用于标签中或读写器中，在标签中一般需要读写器靠的很近以提供足够高的能量用于开启访问开关，访问开关打开以后还需要输入正确的访问口令才可以成功访问，该技术结合软件和硬件的特性来实现高强度的保密性。

在本实施例中，Reader可以是具有RFID读写功能的移动终端，Reader可以通过WiFi网络或者GSM无线网络与后台数据库通信。

本发明的方法主要具有如下几个优点：

1.Reader和Tag1在每一次安全认证时生成的矩阵M₁和N₁以及通过计算得到的广义逆矩阵和分别存储在私有存储空间内，外部无权访问。此外，矩阵随机生成算法存放在私有只读存储空间内，外部无权访问也不能够修改，这样就在一定程度上增加了系统的安全性。

2.本发明引入动态密钥的思想，在每一次安全认证时，都随机生成两个随机数r1和r2，并将这两个随机数作为参数输入，通过矩阵生成算法生成矩阵M₁和N₁。因为每一次生成的矩阵M₁和N₁都有一定的不确定性，因而根据矩阵N₁M₁生成的动态密钥Key和Key’事先也无法预测；所以，即便芯片内部的随机矩阵生成算法以及某一次用于数据加密的动态密钥被破解，以前使用的密钥很难重现，这样就保证了RFID系统的前向安全性，并能较好的抵御重放攻击。

3.本发明的方法引入存储空间加密等级划分思想，如图2所示，对一些重要的算法存放在私有只读存储空间中，只有芯片内部有权访问，而且无权修改。对一些比较重要的数据存放在私有存储空间内，这些数据只有近距离通信才能修改，而且外部必须提供正确的访问口令才能被修改，这样就充分利用软件和硬件的特性来提高系统安全性能，极大地降低了重要数据被窃取和篡改的风险。

4.本发明还采用双密钥三重认证机制，分别采用随机矩阵N₁M₁、动态密钥以及标签的ID号来进行安全认证，只要有一次认证不通过就终止本次通信，这样就增大了外部攻击实施的难度，大大增强了系统的安全性能。

5.一轮认证利用了算法的平衡性，也就是说只有相同矩阵生成算法的标签或者读写器才能够在接收到对方发来的生成因子之后生成相同的矩阵，进而才可能通过一定的运算得出相同的结果通过认证，由于生成算法在硬件中固化，外部无权访问也无法修改，这样就使得算法破解的难度大大增加了，因此具有很高的安全性能。

6.本发明主要依靠矩阵的运算以及一些比较电路来实现，实现起来比较简单，对硬件资源要求不高，而且可以实现快速安全认证。

由于求一个矩阵的广义逆矩阵可以用简单的行变换、列变换以及一些简单的比较就可以实现，而且矩阵M₁与N₁的阶数m，k和n设为3到4即可满足一般的保密要求，因此本方法比较容易实现。对于标签，只需要执行几次比较和一些简单的矩阵运算。相对于其他加密方法的计算量，本方法大大提高了执行效率，减少了应用成本，适合无源低价格标签的应用中，这样就为在低配置硬件资源（例如无源标签）的情况下实现性能较高的安全算法提供了可能；此外标签成本低，据Auto-ID中心实验的试验数据，低成本被动标签用于安全操作的门电路数量通常不能超过2500～5000。本方法中，标签只需要执行简单的矩阵运算，实现矩阵运算操作只需要很少的门电路，大大减少了标签的成本。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种RFID数据加密方法，包括如下步骤：

S1.读写器随机产生两个数r1与r2，使用r1和r2作为输入参数分别产生一个m*n阶矩阵N₁和一个n*k阶矩阵M₁，得出M₁的一个广义逆矩阵然后将M₁，N₁分别存放在读写器的私有存储空间，同时读写器将和随机数r1与r2传送给标签；

S2.标签根据接收到的随机数r1和r2，使用与读写器一样的矩阵生成方式得到与读写器相同的矩阵N₁和M₁，同时计算出N₁的一个广义逆矩阵并将M₁、N₁和分别存放在标签的私有存储空间；对接收到的右乘M₁得到即N₁M₁，然后将运算结果存放在标签的动态密钥区，再对左乘并传送给读写器；

S3.读写器收到之后，对其左乘N₁得到即N₁M₁，然后将其传送给标签；

S4.标签收到N₁M₁之后将其与存储在标签动态密钥区里的值进行比较，如果二者一致则通过第一轮安全认证，否则，第一轮安全认证失败，终止本次通信，第一轮安全认证成功后，根据矩阵M₁的列数k将存储在标签存储区中的动态密钥生成序列K转换为k行矩阵P；对矩阵N₁M₁右乘矩阵P，相乘的结果记为Q，将矩阵Q中的所有元素按列抽取为一串序列记为Key，然后将Key作为动态密钥并使用固化在标签中的动态密钥加密算法和解密算法对标签ID号进行加密，加密后的结果为En(Key，ID1)，并将其传送给读写器；

S5.读写器收到标签发来的En(Key，ID1)之后将其与矩阵N₁M₁一起发送给后台数据库服务器，后台数据库服务器中存储着与标签中相同的动态密钥生成序列K和动态密钥加密和解密算法，采用与步骤S4相同的方式得到动态密钥Key，并通过对密文En(Key，ID1)解密得到标签序列号ID1，然后将解密得到标签序列号ID1在后台数据库服务器中进行验证，如果找到与其相匹配的ID号，则说明所读的标签是合法标签，并通过第二轮安全认证，否则，立即终止本次会话；

S6.第二轮安全认证通过后，后台数据库服务器根据矩阵N₁的行数m将动态密钥生成序列K转换为m列矩阵S，接下来对矩阵N₁M₁左乘矩阵S，相乘的结果记为T，将矩阵T中的所有元素按行抽取为一串序列记为Key’，然后将Key’作为动态密钥并使用动态密钥加密算法对标签ID号进行加密，加密后的结果为En(Key’,ID1)，并将其与动态密钥Key’一起传送给读写器；

S7.读写器收到Key’和En(Key’，ID1)之后将Key’存入动态密钥区，用于安全认证通过以后与标签通信的加密密钥，然后将密文En(Key’，ID1)传送给标签，标签收到En(Key’，ID1)之后，采用与步骤S6相同的方式得到动态密钥Key’，并将Key’存入动态密钥区，接下来使用固化在标签存储区中的动态密钥解密算法解出ID1，将ID1与标签自身的ID号进行比对，如果比对结果完全一致则通过第三轮安全认证，否则立即终止本次会话。

2.根据权利要求1所述的RFID数据加密方法，其特征在于，步骤S1至S4以及S6、S7所述的传送均以明文的形式进行传送。

3.根据权利要求1或2所述的RFID数据加密方法，其特征在于，产生矩阵的具体过程如下：

设m＝k＝4，n＝3

那么矩阵M₁的生成方式为： $\left[\begin{array}{cccc}r2& r2+1& r2+3& r2+5\\ r2+1& r2+3& r2+5& r2+7\\ r2+3& r2+5& r2+7& r2+9\end{array}\right],$

矩阵N₁的生成方式为： $\left[\begin{array}{ccc}r1& r1+1& r1+3\\ r1+1& r1+3& r1+5\\ r1+3& r1+5& r1+7\\ r1+5& r1+7& r1+9\end{array}\right].$

4.根据权利要求3所述的RFID数据加密方法，其特征在于，读写器通过WiFi网络或者GSM无线网络与后台数据库服务器通信。