CN112699696B - 一种射频识别防物理转移方法 - Google Patents
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Abstract
一种射频识别物理防转移方法，包括顺序执行的标签粘贴过程、数据发行过程和物品验证过程。本发明解决了如何增强RFID的功能、防止标签芯片通过物理转移而被滥用的问题，大大提升了RFID的使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别RFID技术领域，并且尤其涉及一种射频识别防物理转移方法。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification)是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，该技术利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。射频识别技术以其自身的特点正在物流供应链、食品药品溯源、车辆交通管理和门禁身份识别等领域发挥着越来越重要的作用。
随着物联网技术的发展，国内外超高频RFID技术的更新，中国国家标准“信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议”GB/T29768-2013和国际标准ISO18000-63协议的颁布，对RFID应用于安全防伪领域中提出的技术要求也越来越高。消费者对产品防伪的需求，隐私保护等应用要求越来越明显。
正如RFID名字所表明，它首先必须满足ID即身份识别的功能。ID至少有两层含义，辨明身份和阐明身份。后者已经被RFID很好的满足，通过安全加密方式可存储大量的数据，表面此ID所携带的各种信息；但是‘辨明’身份是一个至今RFID尚未解决的痛点。类比举例来说，没有照片的证件尽管记录了拥有人的各种信息，但是无法辨明谁是拥有人，或者说谁都可以持此证件而声称拥有此身份。为了解决此问题，要么将证件永久性的以物理方式绑定在拥有者身上，要么增加“照片”来辨别拥有者的身份。前者在某些特定的领域是可以实现的，例如生产制造过程中将RFID嵌入到物体内部，从而令其无法转移，但是，这个方法生产难度较大，加工成本高，对产品推广不利；所以，通过增加“照片”则是更灵活、适应更广阔领域的方式，即使证件发生物理转移也可以及时辨别出来。
在安全方面，RFID电子标签集成高安全加密算法，与读写器通信时需要进行双向鉴别，保证读写器设备与电子标签身份的合法性，鉴别成功后，才能进行后续数据访问。在很大程度上保证了安全性。但是，不法分子将使用过的RFID电子标签，重新装贴了假冒商品上，重新使用，对现有安全管理系统是不能验证出来的，对整个系统的安全性造成重大的影响。
发明内容
RFID作为身份识别的技术具有访问方便、携带信息量大、高安全、长寿命等优点，所以，很多商品上都会装贴RFID电子标签，通过标签的标识信息来确定商品属性，但是，一直以来无法解决RFID标签与被标识物体之间的强绑定关系。当发生RFID从一个物体到另一个物体的物理转移时，身份信息也同时被新物体所拥有。这在绝大多数领域的应用中是不希望发生的，例如物品防伪、人员身份认证、车辆注册管理等等。
基于此问题的存在，本发明提出了一种射频识别防物理转移方法，包括顺序执行的标签粘贴过程、数据发行过程和物品验证过程；
所述标签粘贴过程具体包括：
步骤1，获取与目标物品对应的RFID电子标签，将RFID电子标签与目标物品进行物理粘贴；
所述数据发行过程具体包括：
步骤2，密钥注入设备获取所述目标物品的特征信息、所述RFID电子标签的标识信息、所述目标物品和所述RFID电子标签的关系信息，分别生成所述特征信息和所述标识信息的特征向量、以及所述关系信息的关系向量，分别为V1、T1、R1；
步骤3，RFID读写器与RFID电子标签通信，双向认证是否合法；
步骤4，认证通过后，所述密钥注入设备生成验证令牌Token＝(V1，T1，R1)，将验证令牌Token信息通过所述RFID读写器写入RFID电子标签数据区
步骤5，所述RFID读写器设置认证数据所述Token信息，所述RFID电子标签反馈数据发行成功；
所述物品验证过程具体包括：
步骤6，所述RFID读写器与所述RFID电子标签通信，双向认证是否合法；
步骤7，认证通过后，所述RFID读写器向所述RFID电子标签请求验证令牌；
步骤8，所述RFID电子标签将其验证令牌Token＝(V2，T2，R2)发送给所述RFID读写器；
步骤9，终端验证设备与所述RFID读写器连接，请求所述待验证RFID电子标签的验证令牌Token＝(V2，T2，R2)，以及所述RFID读写器认证数据所述目标物品的验证信息Token＝(V1，T1，R1)；
步骤10，所述RFID读写器将Token＝(V2，T2，R2)和Token＝(V1，T1，R1)发送给所述终端验证设备；
步骤11，所述终端验证设备获取待验证物品和待验证RFID电子标签的关系信息，生成所述关系信息的关系向量R3；
步骤12，所述终端验证设备比对特征向量(V2，T2)与(V1，T1)是否均一致，以鉴别待验证物品及其上RFID电子标签的真伪；
步骤13，若均一致，所述终端验证设备比对所述关系向量R2和R3是否一致，以判断所述RFID电子标签是否发生过转移。
仅仅依靠RFID本身所承载的信息无法完成其与外部物品的强绑定，必须通过增加信息维度，从RFID之外实现其与物品在此维度上的绑定。本发明专利选择视觉作为增加的维度完成RFID与物品的绑定，解决了如何增强RFID的功能、防止标签芯片通过物理转移而被滥用的问题，建立了RFID与所标识物体之间物理强关联性的方法，从而防止通过物理转移而滥用RFID。一旦这个长期困扰RFID领域的物体绑定问题得到解决，将开启RFID应用的更广阔市场。利用本发明所阐述的技术，完成了物品与其上粘贴RFID的绑定。对于实际应用，视觉信息必定不止限于位置这样的简单信息，通过对物体和标签视觉信息的设计，使得不破坏二者视觉信息的物理转移成为不可能或者代价过于高昂，从而确保通过视觉绑定的可行性。本发明大大提升了对于RFID技术使用的安全性。
附图说明
本发明的实施例通过示例而非限制方式在附图中被图示，其中相同的附图标记表示相同的元素，其中：
图1本发明提供的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的技术方案作清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部。
如图1所示，本发明提出了一种射频识别防物理转移方法，包括顺序执行的标签粘贴过程、数据发行过程和物品验证过程；
所述标签粘贴过程具体包括：
步骤1，获取与目标物品对应的RFID电子标签，将RFID电子标签与目标物品进行物理粘贴；
所述数据发行过程具体包括：
步骤2，密钥注入设备获取所述目标物品的特征信息、所述RFID电子标签的标识信息、所述目标物品和所述RFID电子标签的关系信息，分别生成所述特征信息和所述标识信息的特征向量、以及所述关系信息的关系向量，分别为V1、T1、R1；
步骤3，RFID读写器与RFID电子标签通信，双向认证是否合法；具体包括：
步骤3-1，所述RFID读写器向所述RFID电子标签发出认证请求，标签收到认证请求后，产生随机数Rt1，将Rt1返回给读写器；
步骤3-2，所述RFID读写器接收所述RFID电子标签返回的随机数Rt1，并产生随机数Rr1；
步骤3-3，读写器通过加密计算f(x)(Rt1，Rr1)，并将运算结果发送给RFID电子标签；
步骤3-4，RFID电子标签收到f(x)(Rt1，Rr1)的运算结果，使用相同的算法解密，得到Rt1′和Rr1’，对比Rt1’与之前产生的Rt1是否一致，若一致，RFID读写器通过认证，并且产生新的随机数Rt2，通过加密计算f(x)(Rt2，Rr1’)，并将运算结果发送给RFID读写器；
步骤3-5，RFID读写器收到f(x)(Rt2，Rr1’)的运算结果，使用相同的算法解密，得到Rt2′和Rr1″，对比Rr1″一致产生的Rr1是否一致，若一致，RFID电子标签通过认证。
步骤4，双向认证通过后，所述密钥注入设备生成验证令牌Token＝(V1，T1，R1)，将验证令牌Token信息通过所述RFID读写器写入RFID电子标签数据区；
步骤5，所述RFID读写器设置认证数据所述Token信息，所述RFID电子标签反馈数据发行成功；
所述物品验证过程具体包括：
步骤6，所述RFID读写器与所述RFID电子标签通信，双向认证是否合法；
步骤7，认证通过后，所述RFID读写器向所述RFID电子标签请求验证令牌；
步骤8，所述RFID电子标签将其验证令牌Token＝(V2，T2，R2)发送给所述RFID读写器；
步骤9，终端验证设备与所述RFID读写器连接，请求所述待验证RFID电子标签的验证令牌Token＝(V2，T2，R2)，以及所述RFID读写器认证的所述目标物品的验证信息Token＝(V1，T1，R1)；
步骤10，所述RFID读写器将Token＝(V2，T2，R2)和Token＝(V1，T1，R1)发送给所述终端验证设备；
步骤11，所述终端验证设备获取待验证物品和待验证RFID电子标签的关系信息，生成所述关系信息的关系向量R3；
步骤12，所述终端验证设备比对特征向量(V2，T2)与(V1，T1)是否均一致，以鉴别待验证物品及其上RFID电子标签的真伪；
步骤13，若均一致，所述终端验证设备比对所述关系向量R2和R3是否一致，以判断所述RFID电子标签是否发生过转移。
优选地，所述步骤2和步骤11中，获取物品和RFID电子标签的关系信息，具体是通过图像采集设备对粘贴有RFID电子标签的物品进行图像采集，所述图像中至少包括所述物品与其上RFID电子标签的相对位置关系以及粘贴方式，并进行图像识别和图像处理，以此提取所述关系信息。
优选地，其中，令验证令牌token＝(V，T，R)，其中，
V为所述目标物品的特征向量，表示所述目标物品的身份信息；
T为所述RFID电子标签的特征向量，表示所述RFID电子标签的身份信息；
R＝F(V，T)为所述目标物品与所述RFID电子标签的关系向量，表示所述目标物品与所述RFID电子标签的关系信息，至少包括所述物品与所述RFID电子标签的相对位置关系以及粘贴方式。
优选地，使用机器视觉和深度学习的方法对物品和RFID电子标签的图像进行采集，识别和处理，获得与二者不可改动的相对关系有关的特征向量。。
包括，使用深度学习的方法分别识别物品和RFID电子标签的图像，采用机器视觉的方法计算与二者不可改动的相对关系有关的角度，距离，图案特征，并通过最终的步骤将以上结果经过处理转化为特征向量。
优选地，其中，图像采集设备包括摄像机、照相机、或红外相机。
仅仅依靠RFID本身所承载的信息无法完成其与外部物品的强绑定，必须通过增加信息维度，从RFID之外实现其与物品在此维度上的绑定。本发明专利选择视觉作为增加的维度完成RFID与物品的绑定，解决了如何增强RFID的功能、防止标签芯片通过物理转移而被滥用的问题，建立了RFID与所标识物体之间物理强关联性的方法，从而防止通过物理转移而滥用RFID。一旦这个长期困扰RFID领域的物体绑定问题得到解决，将开启RFID应用的更广阔市场。利用本发明所阐述的技术，完成了物品与其上粘贴RFID的绑定。对于实际应用，视觉信息必定不止限于位置这样的简单信息，通过对物体和标签视觉信息的设计，使得不破坏二者视觉信息的物理转移成为不可能或者代价过于高昂，从而确保通过视觉绑定的可行性。本发明大大提升了对于RFID技术使用的安全性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种射频识别防物理转移方法，其特征在于，包括顺序执行的标签粘贴过程、数据发行过程和物品验证过程；
所述标签粘贴过程具体包括：
步骤1，获取与目标物品对应的RFID电子标签，将RFID电子标签与目标物品进行物理粘贴；
所述数据发行过程具体包括：
步骤2， 密钥注入设备获取所述目标物品的特征信息、所述RFID电子标签的标识信息、所述目标物品和所述RFID电子标签的关系信息，分别生成所述特征信息和所述标识信息的特征向量、以及所述关系信息的关系向量，分别为V1、T1、R1；
步骤3， RFID读写器与RFID电子标签连接，双向认证是否合法；具体包括：
步骤3-1，所述RFID读写器向所述RFID电子标签发出认证请求，标签收到认证请求后，产生随机数Rt1,将Rt1返回给读写器；
步骤3-2，所述RFID读写器接收所述RFID电子标签返回的随机数Rt1，并产生随机数Rr1；
步骤3-3，读写器通过加密计算f(x)(Rt1,Rr1)，并将运算结果发送给RFID电子标签；
步骤3-4，RFID电子标签收到f(x)(Rt1,Rr1)的运算结果，使用相同的算法解密，得到Rt1'和Rr1',对比Rt1'与之前产生的Rt1是否一致，若一致，RFID读写器通过认证，并且产生新的随机数Rt2,通过加密计算f(x)(Rt2,Rr1'),并将运算结果发送给RFID读写器；
步骤3-5，RFID读写器收到f(x)(Rt2,Rr1')的运算结果，使用相同的算法解密，得到Rt2'和Rr1"，对比Rr1"一致产生的Rr1是否一致，若一致，RFID电子标签通过认证；
步骤4，认证通过后，所述密钥注入设备生成验证令牌Token1= (V1，T1，R1)，将验证令牌Token1信息通过所述RFID读写器写入RFID电子标签数据区；
步骤5，所述RFID读写器设置认证数据库以存储所述Token1信息，所述RFID电子标签反馈数据发行成功；
所述物品验证过程具体包括：
步骤6，所述RFID读写器与所述RFID电子标签连接，双向认证是否合法；
步骤7，认证通过后，所述RFID读写器向所述RFID电子标签请求验证令牌；
步骤8，所述RFID电子标签将其验证令牌Token2= (V2，T2，R2)发送给所述RFID读写器；
步骤9，终端验证设备与所述RFID读写器通信，请求待验证RFID电子标签的验证令牌Token2= (V2，T2，R2)，以及所述RFID读写器认证的所述目标物品的验证信息Token1= (V1，T1，R1)；
步骤10，所述RFID读写器将Token2= (V2，T2，R2)和Token1= (V1，T1，R1)发送给所述终端验证设备；
步骤11，所述终端验证设备获取待验证物品和待验证RFID电子标签的关系信息，生成所述关系信息的关系向量R3；
步骤12，所述终端验证设备比对特征向量(V2，T2)与(V1，T1)是否均一致，以鉴别待验证物品及其上RFID电子标签的真伪；
步骤13，若均一致，所述终端验证设备比对所述关系向量R2和R3是否一致，以判断所述RFID电子标签是否发生过转移。
2.如权利要求1所述的方法，所述步骤2和步骤11中，获取物品和RFID电子标签的关系信息，具体是通过图像采集设备对粘贴有RFID电子标签的物品进行图像采集，所述图像中至少包括所述物品与其上RFID电子标签的相对位置关系以及粘贴方式，并进行图像识别和图像处理，以此提取所述关系信息。
3.如权利要求1所述的方法，
其中，令验证令牌token= (V，T，R)，其中，
V为所述目标物品的特征向量，表示所述目标物品的身份信息；
T为所述RFID电子标签的特征向量，表示所述RFID电子标签的身份信息；
R=F(V，T)为所述目标物品与所述RFID电子标签的关系向量，表示所述目标物品与所述RFID电子标签的关系信息，至少包括所述物品与所述RFID电子标签的相对位置关系以及粘贴方式。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，使用机器视觉和深度学习的方法对物品和RFID电子标签的图像进行采集，识别和处理，获得与二者不可改动的相对关系有关的特征向量。
5.如权利要求1所述的方法，其中，图像采集设备包括摄像机、照相机、或红外相机。
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