CN116402077B - 一种射频识别系统中克隆标签的识别方法及系统 - Google Patents

一种射频识别系统中克隆标签的识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种射频识别系统中克隆标签的识别方法及系统，涉及射频识别技术领域，该识别方法包括：在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；基于所有真实标签的标识符、随机种子以及帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据时隙值构建第一指示向量；向所有真实标签广播随机种子、帧长度以及第一指示向量，根据标识符、随机种子以及帧长度，计算索引值；基于索引值和第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙；向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息；当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签，本发明能够解决现有技术中识别效率和准确性低下的技术问题。

Description

一种射频识别系统中克隆标签的识别方法及系统
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，具体涉及一种射频识别系统中克隆标签的识别方法及系统。
背景技术
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）作为物联网（Internet ofThings，IoT）的关键支撑技术之一，在人机交互、目标识别和仓储管理等众多领域得到了广泛应用。典型的RFID系统通常包括读写器、终端服务器和大量标签。其中，RFID 标签通过贴附在物体上对其进行标识，并存储了物体的相关信息；读写器通过无线信道询问周围的标签并基于标签的响应情况得到标签的信息；终端服务器具备强大的计算与存储功能，能协助读写器处理系列复杂任务。
在RFID 系统中，克隆标签是一种先进的RFID标签或者射频设备，其能伪造目标真实标签的ID，并与真实标签同时响应读写器的询问。克隆标签的存在会严重影响读写器对标签的通信与有效管理。例如，当被克隆攻击的标签丢失时，读写器会因克隆标签的响应而无法及时发现监控的物品或人员的异常，造成财产损失和人身安全的威胁。尽管目前的S-BID（Slotted Broadcastfriendly cloned-tagIdentification，S-BID）识别方法和P&L（Poll and Listen，P&L）可用于克隆标签的识别，都是假设克隆标签与真实标签响应不同的随机数并存在相位差异，通过查看预期单一时隙中是否在实际执行时存在冲突信号以识别克隆标签，然而，若克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数（比如随机数是伪随机数），且和真实标签到读写器的路径长度相等而构成以读写器为顶点的等腰三角形时，读写器将无法通过随机数及相位信息的不同区分真实标签与克隆标签，降低了克隆标签识别的有效性和准确性。此外，S-BID识别方法在标签响应的过程中存在大量的空闲时隙，延长了执行时间，同时，冲突时隙中的标签响应信息未被有效利用，识别效率存在进一步的提升空间；P&L识别方法需逐个广播每个真实标签的ID以判断其是否被克隆攻击，延长了执行时间并致使标签贴附物品的信息泄露。
因此，现有的射频识别系统中克隆标签的识别方法普遍存在识别效率和准确性低下的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种射频识别系统中克隆标签的识别方法及系统，旨在解决现有技术中识别效率和准确性低下的技术问题。
本发明的第一方面在于提供一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，所述射频识别系统中克隆标签的识别方法包括：
在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量；
向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值；
基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙；
向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息；
在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，能有效地减少执行时间，提高克隆标签的识别准确性，具体为，通过构建预设元素数量的第一指示向量，将每个真实标签分别分配到第一指示向量单时隙或冲突时隙的响应时隙，并且每个真实标签会对响应时隙进行验证和识别，过滤空闲时隙，减少了直接传输真实标签ID的执行时间，避免了真实标签对应物品的信息泄露，并有效地消除空闲时隙，同时有效提取了冲突时隙中真实标签的响应信息，提高了克隆标签的识别效率；通过读写器对每个真实标签的响应信号的响应方向进行进行克隆标签的追踪和识别，其在克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数和位置信息的复杂场景中能通过响应信息的响应方向的不同发现和识别出克隆标签，有效提高了克隆标签的识别准确性；从而解决了普遍存在识别效率和准确性低下的技术问题。
根据上述技术方案的一方面，基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量的步骤，具体包括：
基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，读写器计算每个真实标签的时隙值/>，计算公式为
；
根据每个真实标签的时隙值构建预设元素数量的第一指示向量/>，其中，预设元素数量为所述帧长度/>，所述第一指示向量/>中的每个元素的取值取决于每个真实标签对应的时隙值/>。
根据上述技术方案的一方面，根据每个真实标签的时隙值构建预设元素数量的第一指示向量/>的步骤，具体包括：
判断所述时隙值是否被真实标签选择；
若是，判定所述第一指示向量中对应元素值为1；
若否，判定所述第一指示向量中对应元素值为0。
根据上述技术方案的一方面，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值的步骤，具体包括：
根据所述标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，所述真实标签计算所述索引值/>，计算公式为
。
根据上述技术方案的一方面，基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙的步骤，具体包括：
通过所述真实标签在所述第一指示向量查看第/>+1的元素值，判断第/>+1的元素值是否为1；
若是，则计算第+1前的元素值为1的数量/>，将所述/>更新为/>作为所述真实标签的响应时隙；
若否，则等待进行第i+1轮识别，向所述真实标签重新分配响应时隙。
根据上述技术方案的一方面，向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息的步骤，具体包括：
待所有真实标签均被分配到响应时隙时，向每个真实标签发送查询命令；
待每个真实标签接收到所述查询命令后，判断所述响应时隙是否为0；
若是，则所述真实标签向所述读写器回复响应信息，其中，所述响应信息为16比特随机数RN16；
若否，将-1更新为响应时隙/>，判断所述响应时隙/>是否为0，重复上述步骤。
根据上述技术的一方面，在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接受到多个响应方向的响应信息时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签的步骤，具体包括：
在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，判断检测到响应方向的数量是否大于预期值，其中，所述预期值为所述响应时隙中真实标签的数量；
若是，则判定所述真实标签被克隆攻击；
若否，则判定所述真实标签未被克隆攻击；
根据所述真实标签检测的结果构建第二指示向量。
根据上述技术的一方面，所述读写器根据所述真实标签检测的结果构建第二指示向量的步骤，具体包括：
当检测到响应方向的数量为预期值的两倍，则识别出所述真实标签均被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默；
当检测到响应方向的数量大于预期值，且小于预期值的两倍，则判断存在未被克隆攻击的真实标签，第二指示向量中对应元素值为1，等待进行第i+1轮识别；
当检测到响应方向的数量等于预期值，则判定所述真实标签未被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默。
本发明的第二方面在于提供一种射频识别系统中克隆标签的识别系统，用于实现上述所述的方法，所述识别系统包括：
识别启动模块，用于在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
第一指示向量构建模块，用于基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量；
索引值计算模块，用于向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值；
响应时隙计算模块，用于基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙；
响应信息接收模块，用于向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息；
克隆标签识别模块，用于在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签。
本发明的第三方面在于提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的方法的步骤。
附图说明
本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：
图1为本发明第一实施例中射频识别系统中克隆标签的识别方法的流程图；
图2为本发明第一实施例中射频识别系统的示意图；
图3为本发明第一实施例中第一指示向量构建的过程示意图；
图4为本发明第二实施例中克隆标签识别的过程示意图；
图5为本发明第三实施例中射频识别系统中克隆标签的识别系统的结构框图；
附图元器件符号说明：
识别启动模块100，第一指示向量构建模块200，索引值计算模块300，响应时隙计算模块400，响应信息接收模块500，克隆标签识别模块600。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例一
请参阅图1-图2，所示为本发明第一实施例提供的一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，所述方法包括步骤S10-S15：
步骤S10，在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
具体为，随机种子为以随机数作为对象的以真随机数（种子）为初始条件的随机数。帧长度/>为每帧时隙值得个数。
步骤S11，基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量；
其中，读写器包含射频模块、信号处理与控制模块及供电模块。射频模块负责信号的调制解调，实现射频信号与基带信号之间的相互转换；信号处理与控制模块控制读写器与标签之间的通信，完成对数据的编解码、加密及校验等工作；供电模块则为读写器供电使其工作。读写器通过外接接口与终端服务器相连，终端服务器是系统的逻辑与控制中心，其存储模块能存储识别所需的数据和控制命令、逻辑控制模块具备强大的计算能力，可承担识别所需的复杂计算任务，实现接收数据的处理与分析，降低读写器的工作成本。
具体为，基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，读写器计算每个真实标签的时隙值/>，计算公式为，
；
根据每个真实标签的时隙值构建预设元素数量的第一指示向量/>，其中，预设元素数量为所述帧长度/>，所述第一指示向量/>中的每个元素的取值取决于每个真实标签对应的时隙值/>。
判断所述时隙值是否被真实标签选择；
若是，判定所述第一指示向量中对应元素值为1；
若否，判定所述第一指示向量中对应元素值为0。
其中，以第一轮为例，请参阅图3，假设终端服务器中所有真实标签为8个，帧长度的时隙数就是7个，基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符ID、随机种子/>以及帧长度/>，读写器计算每个真实标签的时隙值/>，由于时隙值/>=0、4只被一个真实标签选择，因此，该时隙值/>=0、4为单时隙，第一指示向量/>中对应元素值为1，同时，时隙值/>=2、3、6被多个真实标签选择，该时隙值/>=2、3、6为冲突时隙，第一指示向量/>中对应元素值为1，另外，时隙值/>=1、5未被真实标签选择，第一指示向量/>中对应元素值为0。因此，读写器构建的第一指示向量为/>=1011101。其中，帧中的单时隙与冲突时隙均被利用进行克隆标签识别，提高了系统的吞吐率。
通过读写器构建低开销的第一指示向量，指引单时隙和冲突时隙中的真实标签进行验证和识别，提高识别过程的系统吞吐率，减少了直接传输真实标签的标识符ID的执行时间，避免了真实标签中对应物品的信息泄露，并有效地消除了空闲时隙和冲突时隙，从而提高了克隆标签的识别效率。
步骤S12，向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值；
具体为，根据所述标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，所述真实标签计算所述索引值/>，计算公式为，
。
其中，读写器向所有真实标签广播随机种子、帧长度以及第一指示向量，真实标签接收到广播的参数之后，将会自身计算索引值以查阅第一指示向量/>，以确定是否被成功分配了对应元素值，从而提高识别的准确性。
步骤S13，基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙；
通过所述真实标签在所述第一指示向量查看第/>+1的元素值，判断第/>+1的元素值是否为1；
若是，则计算第+1前的元素值为1的数量/>，将所述/>更新为/>作为所述真实标签的响应时隙；其中，第一指示向量/>中元素值为1，被真实标签选择的时隙值，即为单时隙和冲突时隙的真实标签。
若否，则等待进行第i+1轮识别，通过所述读写器分配响应时隙。由于第一指示向量中其他元素值都为0，即其他真实标签的时隙值未被真实标签选择，需要等待下一轮的识别，以分配到单时隙或冲突时隙的时隙值。
通过对单时隙和冲突时隙的真实标签生成第一指示向量，指示单时隙和冲突时隙中对应的响应时隙，过滤掉未被真实标签选择的时隙值，从而消除了冲突时隙和空闲时隙的执行时间。
其中，由计算公式可以得出，真实标签对应的索引值即为时隙值/>，以第一轮为例，请参阅图3，标识符ID=2的真实标签所对应的索引值/>为0，在第一指示向量/>查看第/>+1的元素值，也就是第一个元素值，第一个元素值为1，计算第一个元素前元素值为1的数量为0，/>=0，将/>更新为/>作为标识符ID=2的真实标签的响应时隙，即标识符ID=2的真实标签的响应时隙/>=0。
同理，标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签所对应的索引值为2，在第一指示向量/>查看第/>+1的元素值，也就是第三个元素值，第三个元素值为1，计算第三个元素前元素值为1的数量为1，/>=1，将/>更新为/>作为标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签的响应时隙，即标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签的响应时隙/>=1。
标识符ID=4和标识符ID=5的真实标签所对应的索引值为3，在第一指示向量/>查看第/>+1的元素值，也就是第四个元素值，第四个元素值为1，计算第四个元素前元素值为1的数量为2，/>=2，将/>更新为/>作为标识符ID=4和标识符ID=5的真实标签的响应时隙，即标识符ID=4和标识符ID=5的真实标签的响应时隙/>=2。
标识符ID=6的真实标签所对应的索引值为4，在第一指示向量/>查看第/>+1的元素值，也就是第五个元素值，第五个元素值为1，计算第五个元素前元素值为1的数量为3，=3，将/>更新为/>作为标识符ID=6的真实标签的响应时隙，即标识符ID=6的真实标签的响应时隙/>=3。
标识符ID=7和标识符ID=8的真实标签所对应的索引值为6，在第一指示向量/>查看第/>+1的元素值，也就是第七个元素值，第七个元素值为1，计算第七个元素前元素值为1的数量为4，/>=4，将/>更新为/>作为标识符ID=7和标识符ID=8的真实标签的响应时隙，即标识符ID=7和标识符ID=8的真实标签的响应时隙/>=4。
由于第一指示向量中其他元素值都为0，即其他元素值未被真实标签选择，过滤掉未被真实标签选择的时隙值，需要等待第二轮的识别，以分配到真实标签，减少空闲时隙的执行时间，避免S-BID识别方法在标签响应的过程中存在大量的空闲时隙，导致执行时间延长。
在本实施例中，读写器仅需广播预设元素数量的第一指示向量即可成功将真实标签分别分配到响应时隙，减少执行时间，避免了真实标签对应物品的信息泄露，并有效地消除了空闲时隙和冲突时隙，提高了克隆标签的识别效率，无需逐一广播真实标签的标识符ID，避免P&L识别方法中需要逐一广播96位真实标签ID以判断器是否被克隆标签攻击，延长的执行时间会导致真实标签贴附物品的信息泄露。
步骤S14，向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息；
具体为，待所有真实标签均被分配到响应时隙时，所述读写器向每个真实标签发送查询命令；
待每个真实标签接收到所述查询命令后，判断所述响应时隙是否为0；
若是，则所述真实标签向所述读写器回复响应信息，其中，所述响应信息为16比特随机数RN16；其中，真实标签按照EPC C1G2标准回复16比特随机数RN16（Random Number16，RN16），并在后续识别过程中保持静默，以防止干扰后续真实标签的响应回复。
若否，将-1更新为响应时隙/>，判断所述响应时隙/>是否为0，重复上述步骤。
其中，通过响应时隙是否为0，以判断真实标签是否响应响应信息，由于每个真实标签都存在响应时隙，通过一直减1更新真实标签的响应时隙，以便于读写器的逐一查询，提高读写器识别的准确度。
步骤S15，所述读写器在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签。
具体为，所述读写器在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，判断检测到响应方向的数量是否大于预期值；
若是，则判定所述真实标签被克隆攻击；
若否，则判定所述真实标签未被克隆攻击。
其中，预期值为该响应时隙中真实标签的数量，即，请参阅图3，标识符ID=1的真实标签至标识符ID=8的真实标签的响应时隙分别为1、0、1、2、2、3、4、4。
当读写器发送Query 查询命令并要求真实标签进行响应，待所述真实标签接收到所述查询命令后，标识符ID=2的真实标签的响应时隙为0，标识符ID=2的真实标签向读写器回复响应信息RN16，其响应RN16并在后续识别中保持静默，当标识符ID=2的真实标签未被克隆标签攻击时，读写器测量到一个响应方向的响应信息，因此，判定标识符ID=2的真实标签未被克隆标签攻击。
当标识符ID=2的真实标签被克隆标签攻击时，读写器测量到两个响应方向的响应信息，因此，判定标识符ID=2的真实标签被克隆标签攻击。
随后，读写器继续发送Query查询命令并要求真实标签进行响应，真实标签将-1更新为响应时隙/>，即标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签的响应时隙变成0，标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签向读写器回复响应信息RN16，
当标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签未被克隆标签攻击时，读写器只会测量到两个响应方向的响应信息，因此，判定标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签未被克隆标签攻击。
当标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签被克隆标签攻击时，读写器测量到三个响应方向的响应信息，因此，判定标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签存在一个真实标签被克隆标签攻击。
当标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签均被克隆标签攻击时，读写器测量到四个响应方向的响应信息，因此，判定标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签均被克隆标签攻击。
其中，读写器的端部署多个天线，天线之间距离基于具体的反向检测算法固定为1个波长或2个波长。当多个真实标签作为不同信号源响应读写器命令时，读写器的多个天线通过通道将数据传输到数据处理单元，基于天线之间的信号相位差，利用现有的MUSIC、SVD、WSF或其改进算法实现来波响应方向的数量估计，从而可识别出与真实标签响应相同随机数且相位信息相同的克隆标签，并实现时隙多标签克隆情况的同时验证，提高了克隆标签的识别效率和准确性，上述来波响应方向估计方法仅需在软件层面在现有读写器的FPGA和ARM端增加相应代码而无需对硬件设计进行修改。
测量真实标签中响应信息的响应方向，以进行克隆标签的追踪和识别，其在克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数和位置信息的复杂场景中能通过响应信息的响应方向的不同发现和识别出克隆标签，有效地提高了克隆标签的识别准确性。避免当具备更高复制能力的克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数，且与真实标签到读写器的路径长度相等而构成以读写器为顶点的等腰三角形时，S-BID 和P&L 方法无法根据标签随机数与相位信息的差异发现克隆标签，导致识别准确性下降。
相比于现有技术，本实施例提供的射频识别系统中克隆标签的识别方法，有益效果在于：通过本发明提供的一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，能有效地减少执行时间，提高克隆标签的识别准确性，具体为，通过构建预设元素数量的第一指示向量，将每个真实标签分别分配到第一指示向量单时隙或冲突时隙的响应时隙，并且每个真实标签会对响应时隙进行验证和识别，过滤空闲时隙，减少了直接传输真实标签ID的执行时间，避免了真实标签对应物品的信息泄露，并有效地消除空闲时隙和冲突时隙，提高了克隆标签的识别效率；通过读写器对每个真实标签的响应信号的响应方向进行进行克隆标签的追踪和识别，其在克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数和位置信息的复杂场景中能通过响应信息的响应方向的不同发现和识别出克隆标签，有效提高了克隆标签的识别准确性；从而解决了普遍存在识别效率和准确性低下的技术问题。
实施例二
本发明的第二实施例提供的一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，所述方法包括步骤S10-S15：
步骤S10，在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
步骤S11，基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量；
步骤S12，向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值；
步骤S13，基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙；
步骤S14，向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息；
步骤S15，在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签。
具体为，所述读写器在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，判断检测到响应方向的数量是否大于预期值；
若是，则判定所述真实标签被克隆攻击；
若否，则判定所述真实标签未被克隆攻击；
所述读写器根据所述真实标签检测的结果构建第二指示向量。
所述读写器根据所述真实标签检测的结果构建第二指示向量的步骤，具体包括：
当检测到响应方向的数量为预期值的两倍，则识别出所述真实标签均被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默；
当检测到响应方向的数量大于预期值，且小于预期值的两倍，则判断存在未被克隆攻击的真实标签，第二指示向量中对应元素值为1，等待进行第i+1轮识别；
当检测到响应方向的数量等于预期值，则判定所述真实标签未被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默。
其中，第二指示向量的构建，以指引冲突时隙中的多个真实标签存在未被克隆标签攻击的真实标签进行验证和识别，增加冲突时隙中真实标签识别的准确性和效率。
具体为，请参阅图4，以第一轮为例，标识符ID=1的真实标签至标识符ID=8的真实标签的响应时隙分别为1、0、1、2、2、3、4、4；读写器发送Query 查询命令并要求真实标签进行响应，待所述真实标签接收到所述查询命令后，标识符ID=2的真实标签的响应时隙为0，标识符ID=2的真实标签向读写器回复响应信息RN16，其响应RN16并在后续识别中保持静默，由于标识符ID=2的真实标签未被克隆标签攻击，因此，读写器测量到一个响应方向的响应信息，判定标识符ID=2的真实标签未被克隆标签攻击。
随后，读写器继续发送Query查询命令并要求真实标签进行响应，真实标签将-1更新为响应时隙/>，即标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签的响应时隙变成0，标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签向读写器回复响应信息RN16，因读写器检测到四个响应方向的响应信息，而真实标签为2个，因此，读写器判定标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签均被克隆标签攻击。
接着，读写器继续发送Query查询命令并要求真实标签进行响应，真实标签将-1更新为响应时隙/>，即标识符ID=4和标识符ID=5的真实标签的响应时隙变成0，标识符ID=4和标识符ID=5的真实标签向读写器回复响应信息RN16，因读写器检测到三个响应方向的响应信息，而真实标签为2个，因此，读写器判定标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签其中一个真实标签被克隆标签攻击。
同理，读写器继续发送Query查询命令并要求真实标签进行响应，真实标签将-1更新为响应时隙/>，标识符ID=6的真实标签的响应时隙变成0，标识符ID=6的真实标签向读写器回复响应信息RN16，其响应RN16并在后续识别中保持静默，由于标识符ID=6的真实标签被克隆标签攻击，因此，读写器将会测量到两个响应方向的响应信息，则判定标识符ID=6的真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签。
同理，标识符ID=7和标识符ID=8的真实标签未被克隆标签攻击，因此，读写器测量到两个响应方向的响应信息，判定标识符ID=7和标识符ID=8的真实标签未被克隆标签攻击。
根据标识符ID=1的真实标签至标识符ID=8的真实标签的检测结果，构建第二指示向量，该第二指示向量/>中每个元素的取值取决于响应时隙的响应信息的响应方向数量。
根据响应时隙的大小排序为0、1、2、3、4，对应真实标签的标识符ID为2、1和3、4和5、6、7和8；
标识符ID=2的真实标签、标识符ID=7和标识符ID=8的真实标签，检测到响应方向的数量等于预期值，则判定所述真实标签未被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默。
标识符ID=6的真实标签、标识符ID=1和标识符ID=3的真实标签，检测到响应方向的数量等于预期值的两倍，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默；
标识符ID=4和标识符ID=5的真实标签，检测到响应方向的数量大于预期值，且小于预期值的两倍，则判断存在未被克隆攻击的真实标签，第二指示向量中对应元素值为1，等待进行第i+1轮识别；因此，读写器构建的第二指示向量为/>=00100。“0”则在后续识别中保持静默，“1”保持活跃状态，参与第二轮的识别。读写器逐轮识别和验证，直至终端服务器中存储的所有真实标签的克隆攻击情况均被验证，提高识别和验证的准确性。
所述方法还包括：
确认所有真实标签是否均被所述读写器识别；
若是，则克隆标签识别完成；
若否，则继续向真实标签发送查询命令。
其中，采用测量真实标签的响应信号中来波的响应方向以识别出克隆标签的方法，能在克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数和位置信息的复杂场景中能通过响应信息响应方向的不同发现和识别出克隆标签，并挖掘出冲突时隙中的标签响应信息，实现了同时验证多标签是否出现克隆攻击；避免当具备更高复制能力的克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数，且与真实标签到读写器的路径长度相等而构成以读写器为顶点的等腰三角形时，S-BID 和P&L 方法无法根据标签随机数与相位信息的差异发现克隆标签，导致识别准确性下降。
相比于现有技术，本实施例提供的射频识别系统中克隆标签的识别方法，有益效果在于：通过本发明提供的一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，能有效地减少执行时间，提高克隆标签的识别准确性，具体为，通过读写器对每个真实标签的响应信号的响应方向进行克隆标签的追踪和识别，其在克隆标签能模拟与真实标签相同的随机数和位置信息的复杂场景中能通过响应信息的响应方向的不同发现和识别出克隆标签，有效提高了克隆标签的识别准确性，读写器根据真实标签检测的结果构建第二指示向量，第二指示向量的构建，以指引冲突时隙中的多个真实标签存在未被克隆标签攻击的真实标签进行验证和识别，增加冲突时隙中真实标签识别的准确性和效率；从而解决了普遍存在识别效率和准确性低下的技术问题。
实施例三
请参阅图5，所示为本发明的第三实施例提供的一种射频识别系统中克隆标签的识别系统，用于实现上述实施例所述的方法，所述系统包括：
识别启动模块100，用于在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
第一指示向量构建模块200，用于基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量；
索引值计算模块300，用于向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值；
响应时隙计算模块400，用于基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙；
响应信息接收模块500，用于向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息；
克隆标签识别模块600，用于在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签。
本发明第四实施例还提供了一种计算机设备，所述设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例一所述的方法的步骤。
以上各个实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读存储介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读存储介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种射频识别系统中克隆标签的识别方法，其特征在于，所述射频识别系统中克隆标签的识别方法包括：
在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量，包括：
基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，读写器计算每个真实标签的时隙值/>，计算公式为：
，
根据每个真实标签的时隙值构建预设元素数量的第一指示向量/>，其中，预设元素数量为所述帧长度/>，所述第一指示向量/>中的每个元素的取值取决于每个真实标签对应的时隙值/>，判断所述时隙值/>是否被真实标签选择，
若是，判定所述第一指示向量中对应元素值为1，
若否，判定所述第一指示向量中对应元素值为0；
向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值，包括：
根据所述标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，所述真实标签计算所述索引值，计算公式为：
；
基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙，包括：
通过所述真实标签在所述第一指示向量查看第/>+1的元素值，判断第/>+1的元素值是否为1，
若是，则计算第+1前的元素值为1的数量/>，将所述/>更新为/>作为所述真实标签的响应时隙，
若否，则等待进行第i+1轮识别，向所述真实标签重新分配响应时隙；
向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息，包括：
待每个真实标签接收到所述查询命令后，判断所述响应时隙是否为0，
若是，则所述真实标签向所述读写器回复响应信息，
若否，将-1更新为响应时隙/>，判断所述响应时隙/>是否为0，重复上述步骤；
在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签，包括：
在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，判断检测到响应方向的数量是否大于预期值，其中，所述预期值为所述响应时隙中真实标签的数量，
若是，则判定所述真实标签被克隆攻击，
若否，则判定所述真实标签未被克隆攻击，
根据所述真实标签检测的结果构建第二指示向量，
当检测到响应方向的数量为预期值的两倍，则识别出所述真实标签均被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默，
当检测到响应方向的数量大于预期值，且小于预期值的两倍，则判断存在未被克隆攻击的真实标签，第二指示向量中对应元素值为1，等待进行第i+1轮识别，
当检测到响应方向的数量等于预期值，则判定所述真实标签未被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默。
2.根据权利要求1所述的射频识别系统中克隆标签的识别方法，其特征在于，所述响应信息为16比特随机数RN16。
3.一种射频识别系统中克隆标签的识别系统，用于实现如权利要求1至2中任意一项所述的方法，所述识别系统包括：
识别启动模块，用于在任意第i轮识别中，生成随机种子和帧长度；
第一指示向量构建模块，用于基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算每个真实标签的时隙值，并根据每个真实标签的时隙值构建第一指示向量，包括：
基于存储于终端服务器中所有真实标签的标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，读写器计算每个真实标签的时隙值/>，计算公式为：
，
根据每个真实标签的时隙值构建预设元素数量的第一指示向量/>，其中，预设元素数量为所述帧长度/>，所述第一指示向量/>中的每个元素的取值取决于每个真实标签对应的时隙值/>，判断所述时隙值/>是否被真实标签选择，
若是，判定所述第一指示向量中对应元素值为1，
若否，判定所述第一指示向量中对应元素值为0；
索引值计算模块，用于向所有真实标签广播所述随机种子、所述帧长度以及所述第一指示向量，待所有真实标签收到广播的参数之后，根据所述标识符、所述随机种子以及所述帧长度，计算索引值，包括：
根据所述标识符ID、所述随机种子以及所述帧长度/>，所述真实标签计算所述索引值，计算公式为：
；
响应时隙计算模块，用于基于所述索引值和所述第一指示向量，计算每个真实标签的响应时隙，包括：
通过所述真实标签在所述第一指示向量查看第/>+1的元素值，判断第/>+1的元素值是否为1，
若是，则计算第+1前的元素值为1的数量/>，将所述/>更新为/>作为所述真实标签的响应时隙，
若否，则等待进行第i+1轮识别，向所述真实标签重新分配响应时隙；
响应信息接收模块，用于向每个真实标签发送查询命令以接收每个真实标签的响应信息，包括：
待每个真实标签接收到所述查询命令后，判断所述响应时隙是否为0，
若是，则所述真实标签向所述读写器回复响应信息，
若否，将-1更新为响应时隙/>，判断所述响应时隙/>是否为0，重复上述步骤；
克隆标签识别模块，用于在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，当接收到的响应信息的响应方向数量大于预期值时，则判定所述真实标签被克隆攻击，识别出克隆标签，包括：
在所述响应时隙中测量响应信息的响应方向，判断检测到响应方向的数量是否大于预期值，其中，所述预期值为所述响应时隙中真实标签的数量，
若是，则判定所述真实标签被克隆攻击，
若否，则判定所述真实标签未被克隆攻击，
根据所述真实标签检测的结果构建第二指示向量，
当检测到响应方向的数量为预期值的两倍，则识别出所述真实标签均被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默，
当检测到响应方向的数量大于预期值，且小于预期值的两倍，则判断存在未被克隆攻击的真实标签，第二指示向量中对应元素值为1，等待进行第i+1轮识别，
当检测到响应方向的数量等于预期值，则判定所述真实标签未被克隆攻击，第二指示向量中对应元素值为0，在后续识别中保持静默。
4.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至2任意一项所述的方法的步骤。
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