DE102008023914A1

DE102008023914A1 - Verfahren zur Authentifizierung eines RFID-Tags

Info

Publication number: DE102008023914A1
Application number: DE102008023914A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Braun
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-12-10
Also published as: EP2274702A1; CN102027483A; WO2009138308A1; US20110068894A1

Abstract

Um für ein Authentifizierungsverfahren in einem RFID-System nach dem Challenge-Responde Protokoll den Datenschutz zu gewährleisten, wird die Datenkommunikation zwischen RFID-Lesegerät und RFID-Tag überlicherweise zusätzlich verschlüsselt. Eine solche Authentifikation kann beliebig aufwändig gestaltet sein und führt daher zwangsläufig zu einem hohen Hardware- und Softwareaufwand. Die Erfindung betrifft einen RFID-Tag mit Display, bei dem die Response auf dem Display des RFID-Tags angezeigt wird und von dem RFID-Lesegerät durch einen optischen Scanner eingelesen wird. Somit ist das Auslesen der Response des RFID-Tags nur bei direktem Sichtkontakt möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Authentifizierung eines RFID(Radio Frequency Identification)-Tags, insbesondere zur Datenschutz gewährleistenden Authentifizierung von RFID-Tags.
Mit RFID (Radio Frequency Identification) ist es möglich, Etiketten bzw. Tags mit einem Chip auszustatten, der kontaktlos auslesbar ist. RFID-Tags werden vor allem zum Markieren von Waren eingesetzt. Weiterhin können mit RFID-Tags Ausweisdokumente zur Zugangskontrolle und bei Bezahlsystemen ausgestattet werden. Man unterscheidet zwischen aktiven und passiven RFID-Tags. Aktive RFID-Tags besitzen eine eigene Stromversorgung, wohingegen passive RFID-Tags keine eigene Stromversorgung aufweisen. Passive RFID-Tags werden durch ein von einem RFID-Lesegerät ausgestrahltes elektromagnetisches Feld mit Energie versorgt.
Üblicherweise weist ein RFID-Tag einen Datenspeicher mit mehreren adressierbaren Speichereinheiten auf. Das RFID-Lesegerät zum Auslesen der auf dem RFID-Tag gespeicherten Daten verfügt über einen vorgegebenen Standardbefehlssatz für den Zugriff auf die Speichereinheiten des RFID-Tags. Mit den beiden Kommandos ”Read” und ”Write” können Daten des Speicher-RFID-Tags ausgelesen bzw. Daten eingeschrieben werden. Mit diesen herkömmlichen RFID-Tags ist es lediglich möglich, Daten in einen Datenspeicher des RFID-Tags einzuschreiben oder aus dem Datenspeicher auszulesen.
Zunehmend werden jedoch auch sensible Daten auf einem RFID-Tag bereitgehalten, wie beispielsweise in elektronischen Reisepässen, Zutrittskontrollkarten oder in Anwendungen für den Plagiatsschutz. Ein unberechtigtes Auslesen der Daten aus einem solchen RFID-Tag ist aus Datenschutz- und Sicherheitsgründen unbedingt zu verhindern. Im Gegensatz zu Datenträgern mit kontaktbehafteten Schnittstellen werden bei RFID-Tags die Daten drahtlos übertragen, so dass insbesondere die Gefahr eines unbemerkten Auslesens von Daten besteht.
Man unterscheidet hier die folgenden zwei Kategorien des Schutzes und somit der Abhörsicherheit:
1. Schutz privater Daten (Dates Privacy):
Bei der Sicherstellung des Schutzes privater Daten gilt, dass ein unberechtigter Nutzer durch ein Abhören der Datenkommunikation zwischen RFID-Lesegerät und Transponder oder alternativ auch durch ein aktives Ansprechen des Transponders nicht auf dessen Identität schließen darf. Ansonsten würde dieser unberechtigte Nutzer sicherheitskritische, sensitive Daten, welche z. B. auf dem Transponder abgelegt sind, erhalten. Solche sensitiven Daten können z. B. benutzerspezifische Informationen enthalten.
2. Schutz der örtlichen Privatsphäre (Location Privacy):
Zur Sicherstellung der örtlichen Privatsphäre muss verhindert werden, dass ein unberechtigter Nutzer in der Lage ist, durch Abhören der Datenkommunikation zwischen RFID-Lesegerät und Transponder oder auch etwa durch ein aktives Ansprechen des Transponders zu zwei verschiedenen Zeitpunkten eine ortsbezogene Information über den Transponder erhält. Insbesondere muss also sichergestellt werden, dass ein unberechtigter Nutzer daraus nicht ableiten kann, dass es sich um jeweils denselben oder etwa auch verschiedene Transponder handelt, da er ansonsten so genannte Bewegungsprofile (Tracking) von einzelnen Transpondern und damit auch deren Nutzern ableiten kann. Auch hier handelt es sich um sicherheitskritische, sensitive Informationen, die es zu schützen gilt.
Durch Mechanismen des Zugriffschutzes wird daher sichergestellt, dass ein unautorisiertes Auslesen der Daten aus dem RF-Chip sowie ein Belauschen der Kommunikation unterbunden werden. Ein derartiger Schutz wird beispielsweise durch eine Verschlüsselung der gespeicherten Daten erreicht.
Eine weitere wichtige Sicherheitsmaßnahme ist die beidseitige Authentifikation von RFID-Tag und Lesegerät, um zu vermeiden, dass sich unbemerkt ein unberechtigter Nutzer (oder Angreifer) in die Datenkommunikation einkoppeln und somit sicherheitskritische Daten auslesen kann. Außerdem kann somit gewährleistet werden, dass die gelesenen Daten von einem nicht manipulierten RFID-Tag stammen.
Zur Echtheitsüberprüfung wird eine Authentifizierungsfunktion beispielsweise mittels eines sogenannten Challenge-Response-Verfahrens implementiert. Bei einem solchen Challenge-Response-Verfahren wird zur Authentifizierung des RFID-Tags durch das RFID-Lesegerät eine zufällige ”Challenge” generiert und diese an das RFID-Tag gesendet. Das RFID-Tag berechnet seinerseits die zu dieser ”Challenge” gehörende ”Response” mittels eines geheimen Schlüssels und schickt diese ”Response” zurück an das RFID-Lesegerät. Das RFID-Lesegerät prüft anschließend die von dem RFID-Tag erhaltende Response auf deren Korrektheit. Das Challenge-Response-Protokoll ist derart entworfen, dass nur der RFID-Tag, welcher den richtigen geheimen Schlüssel besitzt, die korrekte Response berechnen kann. Einem Angreifer ist es auch nicht möglich, durch Kenntnis von Paaren aus Challenge und dazugehöriger gültiger Response den geheimen Schlüssel zu ermitteln.
Um für ein derartiges Verfahren den Datenschutz zu gewährleisten, wird die Datenkommunikation zwischen Lesegerät und RFID-Tag zusätzlich verschlüsselt. Eine solche Authentifikation kann beliebig aufwändig gestaltet sein. Allerdings besteht eine wesentliche Randbedingung bei der RFID-basierten Datenkommunikation darin, dass eine möglichst einfache und möglichst schnelle Datenkommunikation zwischen RFID-Lesegerät und Transponder stattfindet. Dies liegt zum Einen daran, dass der Transponder typischerweise nur über geringe Ressourcen, d. h. einerseits über geringe Energieressourcen und anderer seits über geringe Speicher- und Rechenressourcen, verfügt, so dass bei der Authentifikation typischerweise möglichst geringe Datenmengen ausgewertet und authentifiziert werden sollten. Andererseits sollte diese Authentifikation auch möglichst schnell durchgeführt werden, da sich vor allem bei dynamischen RFID-basierten Datenkommunikationssystemen der zu authentifizierende Transponder sehr häufig nur für eine geringe Zeitspanne im Wirkungsbereich der jeweiligen RFID-Lesegerät befindet. Innerhalb dieser kurzen Zeit muss einerseits eine Datenkommunikationsverbindung aufgebaut werden, diese authentifiziert werden und anschließend der Datenaustausch erfolgen. Die bisher bekannten Lösungen erfordern jedoch aufgrund der rechenintensiven Verschlüsselung auf Seiten des RFID-Tags einen relativ großen Hardwareaufwand.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und ein System zur Authentifizierung für ein oder in einem RFID-Kommunikationssystem bereitzustellen, welches einerseits eine möglichst hohe Sicherheit bereitstellt und welches hierfür andererseits einen möglichst geringen Hardware-Aufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und ein System mit den in den Ansprüchen 1 und 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zur Authentifikation mindestens eines RFID(Radio Frequency Identification)-Tags durch ein RFID-Lesegerät unter Verwendung eines Challenge-Response-Protokolls die folgenden Schritte auf:

(a) Generieren einer Challenge durch das RFID-Lesegerät,
(b) drahtloses Übermitteln der Challenge an das RFID-Tag,
(c) Ermitteln einer Response durch das RFID-Tag auf Basis der übermittelten Challenge und eines ersten geheimen Schlüssels,
(d) Anzeigen der ermittelten Response auf einem Display des RFID-Tags,
(e) maschinelles Einlesen der angezeigten Response durch das RFID-Lesegerät und Überprüfung der eingelesenen Response.

Das erfindungsgemäße System zum Authentifizieren eines RFID(Radio Frequency Identification)-Tags durch ein RFID-Lesegerät nach einem Challenge-Response-Protokoll umfasst:

(a) ein RFID-Lesegerät, das ein erstes Authentifizierungsmodul zur Generierung einer Challenge und zur Überprüfung einer erhaltenen Response aufweist, und das ein erstes Kommunikationsmodul zur drahtlosen Übermittlung der Challenge aufweist,
(b) mindestens einen RFID-Tag, mit einem zweiten Kommunikationsmodul zum Empfang der übermittelten Challenge und einem zweiten Authentifizierungsmodul, welches die der empfangenen Challenge zugehörige Response ermittelt, wobei der RFID-Tag ein Display aufweist, auf welchem die ermittelte Response angezeigt wird und das RFID-Lesegerät ein optisches Lesemodul aufweist, mit dem die angezeigte Response maschinell eingelesen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen RFID-Systems,
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Authentifikationsverfahrens
3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Authentifikationsverfahrens auf Basis elliptischer Kurven.
Zunächst wird anhand des Blockschaltbildes in der 1 der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen RFID-Systems näher erläutert.
In 1 ist mit Bezugszeichen 1 ein RFID-System bezeichnet. Das RFID-System 1 enthält ein RFID-Lesegerät 2 und einen RFID-Transponder 3. RFID-Lesegerät 2 und RFID-Transponder 3 stehen über eine drahtlose Kommunikationsstrecke 4 in bidirektionaler kommunikativer Verbindung.
Das RFID-Lesegerät 2 umfasst eine Steuereinrichtung 5, eine Sende-/Empfangseinrichtung 6 sowie eine Sende-/Empfangsantenne 7. In gleicher Weise umfasst auch der RFID-Transponder eine Steuereinrichtung 8, eine Sende-/Empfangseinrichtung 9 sowie eine gemeinsame Sende-/Empfangsantenne 10.
Die Sende-/Empfangsantennen 7, 10 können als induktive Spulenantennen oder auch als Dipolantennen ausgebildet sein.
In den jeweiligen Steuereinrichtungen 5, 8 wird der Ablauf der Datenkommunikation gesteuert. Typischerweise enthält diese Steuereinrichtung eine Recheneinrichtung (Rechenwerk, CPU oder dergleichen), in welcher die Rechenoperationen insbesondere für die Authentifikation durchgeführt werden.
Die Steuerung der Datenkommunikation erfolgt jeweils über die RFID-Lesegerätseitige Steuereinrichtung 5 und die transponderseitige Steuereinrichtung 8. Die Steuereinrichtung 5 der RFID-Lesegerätes 2 ist dazu ausgelegt, über die Antenne 7 hochfrequente Trägersignale 11 zu der Antenne 10 des Transponders 3 zu senden. In gleicher Weise sind die Steuereinrichtung 8 und die Sende-/Empfangseinrichtung 9 des Transponders 3 dazu ausgelegt, auf die gesendeten Trägersignale 11 hin entsprechende Antwortsignale 12 zurück an das RFID-Lesegerät 2 zu senden. Die Steuereinrichtungen 5, 8 können beispielsweise als programmgesteuerte Einrichtung, wie zum Beispiel als Mikrokontroller oder Mikroprozessor, ausgebildet sein oder auch in festverdrahteter Logik-Schaltung, wie zum Beispiel als FPGA oder PLD, implementiert sein.
Die Speicher 18, 19 enthalten typischerweise einen RAM-Speicher, in dem z. B. Rechenergebnisse abgelegt sind. Zusätzlich oder alternativ kann dieser Speicher 18, 19 auch ei nen EEPROM-Speicher aufweisen, in welchem Systemparameter, Parameter der verschiedenen Kommunikationsteilnehmer, wie z. B. ein teilnehmerspezifischer privater Schlüssel, ein öffentlicher Schlüssel, ein teilnehmerspezifisches Zertifikat oder dergleichen, abgelegt sind.
Das RFID-Lesegerät 2 weist ferner eine Auswerteinrichtung 14 auf. Diese Auswerteeinrichtung 14 ist im Empfangspfad der RFID-Lesegerät 2 angeordnet und dem Empfänger der Sende-/Empfangseinrichtung 6 nachgeschaltet angeordnet. In gleicher Weise weist auch der Transponder 3 eine Auswerteeinrichtung 15 im Empfangspfad 23 des Transponders 3 auf. In den jeweiligen Auswerteeinrichtungen 14, 15 erfolgt die Auswertung der empfangenen Daten einer Datenkommunikation. Insbesondere wird dort zunächst eine Demodulierung und Decodierung der empfangenen Daten vorgenommen.
Weiterhin weist sowohl das RFID-Lesegerät 2 als auch der Transponder 3 ein Authentifikationsmodul 16, 17 auf, welche zwischen der jeweiligen Sende-/Empfangseinrichtung 6, 9 und Steuereinrichtung 5, 8 des RFID-Lesegerätes 2 bzw. des Transponders 3 angeordnet sind. Diese Authentifikationsmodule 16, 17 sind hier als gesonderte Module ausgebildet. Vorzugsweise ist dieses Authentifikationsmodul 16, 17 jedoch Bestandteil der jeweiligen Steuereinrichtung 5, 8.
Ein Authentifikationsmodul 16, 17 weist ferner einen Speicher 18, 19 auf, in welchem beispielsweise Daten, Schlüssel oder dergleichen, die für die Authentifikation erforderlich sind oder zwischengespeichert werden müssen, abgelegt sind.
Erfindungsgemäß weist nun der RFID-Transponder ein Display 25 auf, welches dazu eingerichtet ist, von der Sende-/Empfangseinrichtung 9 des Transponders 3 übermittelte Daten anzuzeigen. Dies ist insbesondere eine im Zuge eines zur Authentifikation eingesetzten Challenge-Response-Verfahrens ermittelte Response. Die Response kann verschlüsselt, unverschlüsselt oder beispielsweise als Barcode angezeigt werden.
Selbstverständlich können auch andere Daten über das Display 25 angezeigt werden. Zum maschinellen Einlesen der auf dem Display 25 angezeigten Daten weist die RFID-Leseeinrichtung 2 erfindungsgemäß ein optisches Lesegerät 24 auf. Das optische Lesegerät ist beispielsweise als (Barcode-)Scanner oder Kamera ausgebildet.
Ein derartiges RFID-Tag mit Display ist im Rahmen des vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekts PARIFLEX (siehe: http://www.vue.fraunhofer.de/index.php?id=319) entwickelt worden. Neben den üblichen Komponenten von RFID-Tags verfügt das sogenannte D-RFID über ein Display, so dass die dargestellten Daten aus dem RFID-Tag bei Sichtkontakt durch einen Menschen ausgelesen werden können. Das bistabile Display wird genauso wie der RFID-Tag selbst passiv betrieben. Es wird also durch das RFID-Lesegerät mit Strom versorgt und benötigt daher keine eigene Stromversorgungsquelle.
In der ersten Stufe des EU-Reisepasses wird ein Verfahren eingesetzt, bei dem nur wer auch tatsächlich optischen Zugriff auf den Reisepass hat, den Inhalt der Datenspeichers auslesen kann (siehe: http://www.bsi.bund.de/fachthem/epass/Sicherheitsmerkmale.pdf). Technisch wird das dadurch umgesetzt, dass sich das Lesegerät gegenüber dem RFID-Chip authentisieren muss. Für diese Authentisierung benötigt das Lesegerät einen geheimen Zugriffschlüssel, der sich aus der maschinenlesbaren Zone des Reisepasses berechnet. Das Lesegerät muss also die maschinenlesbare Zone erst optisch lesen, daraus den Zugriffschlüssel berechnen und kann sich dann erst gegenüber dem RF-Chip authentisieren.
2 zeigt schematisch das RFID-Lesegerät 2 und den RFID-Transponder 3 des RFID-Systems 1, wobei dort lediglich die Authentifikationsmodule 16, 17 innerhalb dieser Einrichtungen 2, 3 zur Erläuterung des Authentifikationsverfahrens dargestellt sind.
Das erfindungsgemäße Authentifikationsverfahren findet wie folgt statt:

– Zu Beginn des Authentifikationsverfahrens erzeugt das RFID-Lesegerätseitige Authentifikationsmodul 16 eine Anfrage C (C = Challenge).
– Das Authentifikationsmodul 16 sendet diese Anfrage C als Anfragesignal 11 aus. Ein oder mehrere in der unmittelbaren Umgebung dieser RFID-Lesegerät 2 befindliche Transponder 3 nehmen dieses Anfragesignal 11 mit der Anfrage C auf, wobei dieses Anfragesignal 11 in dem jeweiligen Transponder 3 in bekannter Weise demoduliert und dekodiert wird.
– Anschließend berechnet das Authentifikationsmodul 17 die zu der Anfrage C passende Antwort R (R = Response).
– Anschließend sendet das Authentifikationsmodul 17 als Antwortsignal die Antwort R an das Display 25, auf dem die Antwort R optisch sichtbar angezeigt wird.
– Das RFID-Lesegerät 2 liest mit einem optischen Scanner 24 die auf dem Display 25 angezeigten Daten ein. In dem RFID-Lesegerät 2 und dabei insbesondere in dem dortigen Authentifikationsmodul 16 wird das eingelesene Antwortsignal 26, welches die Antwort R enthält, aufbereitet, so dass in dem Authentifikationsmodul 16 nunmehr ebenfalls die Antwort R vorhanden ist.
– Das Authentifikationsmodul 16 prüft die Antwort R. Bei positiver Überprüfung dieser Daten R ist der Transponder 3 gegenüber der RFID-Lesegerät 2 authentifiziert, so dass im Anschluss daran die eigentliche Datenkommunikation zwischen dem RFID-Lesegerät 2 und dem Transponder 3 über die drahtlose, bidirektionale Kommunikationsverbindung 4 stattfinden kann.

Das oben beschriebene Verfahren ist grundsätzlich für symmetrische und asymmetrische Authentifizierungsverfahren geeignet. Im Falle eines symmetrischen Authentifizierungsverfahrens verfügen sowohl das RFID-Lesegerät als auch der RFID-Transponder über denselben geheimen Schlüssel. Im Falle eines asymmetrischen Authentifizierungsverfahrens existiert ein asymmetrisches Schlüsselpaar bestehend aus einem privaten und einem öffentlichen Schlüssel. Der private, geheime Schlüssel ist nur dem RFID-Transponder bekannt.
Der öffentliche Schlüssel kann im Allgemeinen über zwei Möglichkeiten dem RFID-Lesegerät bekannt gemacht werden. Die erste Möglichkeit besteht darin, dass der öffentliche Schlüssel dem RFID-Lesegerät bereits bekannt ist. Bei der zweiten Möglichkeit wird der öffentliche Schlüssel in ein Zertifikat eingebunden, welches dem RFID-Transponder zugeordnet ist und von diesem zusammen mit der Antwort R an das RFID-Lesegerät übermittelt wird.
Gemäß der zweiten Möglichkeit authentifiziert sich der Transponder 3 gegenüber dem RFID-Lesegerät 2, indem er ein gültiges Zertifikat Z' zusammen mit einer gültigen Antwort R auf die von dem RFID-Lesegerät 2 gesendete Anfrage C an diese zurücksendet. Eine solche gültige Antwort R kann der Transponder 3 lediglich dann berechnen und zurücksenden, wenn er Kenntnis über den geheimen Schlüssel ξ_T des Transponders, welcher zum öffentlichen Schlüssel x_T aus dem Zertifikat Z' gehört, hat. Zur Überprüfung des Zertifikats Z' wiederum kann das RFID-Lesegerät einen öffentlichen Signaturschlüssel x_S derjenigen Stelle verwenden, die das Zertifikat Z' ausgestellt hat.
Für dieses Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass das RFID-Lesegerät die Anfrage C unabhängig von dem im Transponder 3 hinterlegten geheimen Schlüssel erzeugt. Andernfalls wäre beispielsweise ein zusätzlicher Kommunikationsschritt erforderlich, damit der Transponder 3 dem RFID-Lesegerät 2 vorher seine Identität oder seinen öffentlichen Schlüssel mitteilen kann. Dadurch wird das Authentifikationsverfahren insgesamt kürzer.
Das in 3 dargestellte beispielhafte Authentifikationsverfahren wird wie folgt durchgeführt:
In den Schritten 1) bis 4) des in der 5 dargestellten erfindungsgemäßen Authentifikationsprotokolls erzeugt das RFID-Lesegerät die Anfrage C = x₁. Diese Anfrage x₁ stellt die x-Koordinate des Punktes P₁= r₁·P für einen zufälligen Skalar r₁ dar. Die RFID-Lesegerät 3 sendet diese Anfrage x₁ an den Transponder 3.
Im Schritt 5) erfolgt eine Antwortberechnung. Hier berechnet der Transponder 3 zur Anfrage x₁ die entsprechende Antwort (X₂, Z₂), die die projektive x-Koordinate des Punktes P₂ = ξ_T P₁ = ξ_T·(r₁·P) darstellt.
Im Schritt 6) übermittelt der Transponder 3 die Antwort (X₂, Z₂) zusammen mit seinem Zertifikat Z' des Transponders 3 an das RFID-Lesegerät. Das Zertifikat Z' besteht dabei aus dem öffentlichen Schlüssel x_T des Transponders 3 und den Signaturkomponenten r_T und s_T.
Zur Übermittlung werden die Daten ((X₂, Z₂), Z') auf dem Display 25 in maschinenlesbarer Form angezeigt. Diese angezeigten Informationen werden durch das optische Lesegerät 24 des RFID-Lesegerätes 2 eingelesen.
Das RFID-Lesegerät 2 prüft das Zertifikat Z' des Transponders 3 im Schritt 7). Ist das Zertifikat Z' nicht gültig, dann lehnt die RFID-Lesegerät 2 den Transponder 3 als nicht authentisch ab.
In den Schritten 8)–9) überprüft das RFID-Lesegerät 2 die Antwort des Transponders 3. Das RFID-Lesegerät 2 berechnet die projektive x-Koordinate (X₃, Z₃) des Punktes P₃ = r₁·T = r₁·(ξ_T·P) und prüft dabei, ob (X₂, Z₂) sowie (X₃, Z₃) projek tive Koordinaten des gleichen Punktes sein können. Dies ist genau dann der Fall, wenn X₃Z₂= X₂Z₃ gilt. Ist die Antwort richtig, dann ist der Transponder 3 authentisch (Schritt 10)). Ist die Antwort falsch, dann lehnt das RFID-Lesegerät 2 den Transponder 3 als nicht authentisch ab.
Das beschriebene Protokoll erlaubt eine sehr einfache und nichtsdestotrotz sehr sichere Authentifikation, einen größtmöglichen Privacy-Schutz (Data und Location Privacy)
Die beschriebene Erfindung ermöglicht ein Auslesen der Response in einem Challenge-Response-Verfahren nur dann, wenn ein direkter Sichtkontakt zu dem Display des RFID-Transponders besteht. Ein unbemerktes Auslesen des RFID-Tags ist somit ausgeschlossen. Weiterhin wird durch die Erfindung erreicht, dass keine Verschlüsselung der Datenkommunikation bei einer Authentifizierung notwendig ist, um den Datenschutz sicherzustellen. Dies führt zu einer erheblichen Vereinfachung bei den Hard- und Softwareanforderungen des RFID-Tags.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://www.vue.fraunhofer.de/index.php?id=319 [0032]
- http://www.bsi.bund.de/fachthem/epass/Sicherheitsmerkmale.pdf [0033]

Claims

Verfahren zur Authentifikation mindestens eines RFID(Radio Frequency Identification)-Tags durch ein RFID-Lesegerät unter Verwendung eines Challenge-Response-Protokolls mit den Schritten: (a) Generieren einer Challenge durch das RFID-Lesegerät, (b) drahtloses Übermitteln der Challenge an das RFID-Tag, (c) Ermitteln einer Response durch das RFID-Tag auf Basis der übermittelten Challenge und eines ersten geheimen Schlüssels, welcher dem RFID-Tag zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass (d) die ermittelte Response auf einem Display des RFID-Tags angezeigt wird. (e) die angezeigte Response durch das RFID-Lesegerät maschinell eingelesen und überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ermittelte Response verschlüsselt auf dem Display angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ermittelte Response als Barcode auf dem Display angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein symmetrisches kryptographisches Verfahren für das Challenge-Response-Protokoll verwendet wird, bei dem das RFID-Lesegerät über den ersten geheimen Schlüssel verfügt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein asymmetrisches kryptographisches Verfahren mit einem asymmetrischen Schlüsselpaar bestehend aus einem privaten und einem öffentlichen Schlüssel für das Challenge-Response-Protokoll verwendet wird, wobei der private Schlüssel nur dem RFID-Tag bekannt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das RFID-Lesegerät über den öffentlichen Schlüssel des asymmetrischen Schlüsselpaares verfügt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der öffentliche Schlüssel in einem dem RFID-Tag zugeordneten Zertifikat dem RFID-Lesegerät übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das von dem RFID-Tag übermittelte Zertifikat von dem RFID-Lesegerät hinsichtlich der Gültigkeit überprüft wird, und die Überprüfung der Gültigkeit des Zertifikats unter Verwendung eines weiteren öffentlichen Schlüssels durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das asymmetrische kryptographische Verfahren auf der Basis von Skalarmultiplikationen auf einer geeigneten elliptischen Kurve implementiert ist.
System zum Authentifizieren eines RFID(Radio Frequency Identification)-Tags durch ein RFID-Lesegerät nach einem Challenge-Response-Protokoll mit: (a) einem RFID-Lesegerät, das ein erstes Authentifizierungsmodul zur Generierung einer Challenge und zur Überprüfung einer erhaltenen Response aufweist, und das ein erstes Kommunikationsmodul zur drahtlosen Übermittlung der Challenge aufweist, (b) mindestens einem RFID-Tag, mit einem zweiten Kommunikationsmodul zum Empfang der übermittelten Challenge und einem zweiten Authentifizierungsmodul, welches die der empfangenen Challenge zugehörige Response ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Tag ein Display aufweist, auf welchem die ermittelte Response angezeigt wird und das RFID-Lesegerät ein optisches Lesemodul aufweist, mit dem die angezeigte Response maschinell eingelesen wird.
System nach Anspruch 10, wobei der RFID-Tag samt zugehörigem Display passiv betrieben wird.
System nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das erste und zweite Authentifikationsmodul ein Rechenmodul aufweist, die für Berechnungen, Prüfungen und Authentifikationen innerhalb des jeweiligen Authentifikationsmoduls vorgesehen sind.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das erste und zweite Authentifikationsmodul eine Ver-/Entschlüsselungseinrichtung aufweist, die für eine jeweilige Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung vorgesehen ist.