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浅析RFID的信息安全及对策
作者：国防科大继教学院 李强
来源：来源网络(侵权删)
日期：2007-09-10 09:34:06
摘要：RF ID (Radio F requency Ident ificat ion, 即射频识别) 技术是从20 世纪80 年代走向成熟的一项自动识别技术。本文针对RF ID 系统产生的安全隐患进行了详细分析并有针对性地总结提出了相关对策。
RFID作为无线应用领域的新宠儿, 正被广泛用于采购与分配、商业贸易、生产制造、物流、防盗以及军事用途上, 然而就在它“春风得意”时, 与之相关的安全隐患也随之产生。越来越多的商家和用户担心RFID系统的安全和隐私保护问题, 即在使用RFID系统过程中如何确保其安全性和隐私性, 不至于导致个人信息、业务信息和财产等丢失或被他人盗用。
由于集成的RFID系统实际上是一个计算机网络应用系统, 因此安全问题类似于计算机和网络的安全问题, 但它仍然有两个特殊的特点: 首先, RFID标签和后端系统之间的通信是非接触和无线的, 使它们很易受到窃听; 其次, 标签本身的计算能力和可编程性, 直接受到成本要求的限制。一般地, RFID的安全威胁除了与计算机网络有相同之处外, 还包括以下三种类型:
一、标签中数据的安全威胁
由于标签本身的成本所限, 标签本身很难具备能够足以保证安全的能力。这样, 就面临了很大的问题。非法用户可以利用合法的阅读器或者自构一个阅读器, 直接与标签进行通信。这样, 就可以很容易地获取标签内所存数据。而对于读写式标签,还面临数据被篡改的风险。
二、通信链路上的安全威胁
当标签传输数据给阅读器, 或者阅读器质询标签的时候, 其数据通信链路是无线通信链路, 无线信号本身是开放的。这就给非法用户的侦听带来了方便。实现的常用方法包括:
1、黑客非法截取通信数据。通过非授权的阅读器截取数据或根据RFID前后向信道的不对称性远距离窃听标签信息等。
2、业务拒绝式攻击, 即非法用户通过发射干扰信号来堵塞通信链路, 使得阅读器过载, 无法接收正常的标签数据。
3、利用冒名顶替标签来向阅读器发送数据, 使得阅读器处理的都是虚假的数据, 而真实的数据则被隐藏。
4、通过发射特定电磁波破坏标签等。
三、阅读器协议的安全威胁
阅读器协议的安全威胁主要有三个方面: 如表1 所示:
由此可见, RFID所遇到的安全问题, 要比通常的计算机网络安全问题要复杂的多。通过分析RFID系统的安全威胁, 受到非授权攻击的数据可能保存在标签中、阅读器中, 或者当数据在各个组件之间传输时, 我们必须采取相应的对策解决。
1、保护标签中数据安全对策
为了防止RFID标签泄露个人隐私, 同时也为了防止用户携带安装有标签的产品进入市场所带来的混乱, 人们从技术上提出了多种方案, 如表2 所示:
当然我们还可以使用各种认证和加密手段来确保标签和阅读器之间的数据安全。比如, 直至阅读器发送一个密码来解锁数据之前, 标签的数据一直处于锁定状态。更严格的还可能同时包括认证和加密方案。但是标签的成本直接影响到其计算能力以及采用的算法的强度。在现实生活中选择射频识别系统时, 应该根据实际情况考虑是否选择有密码功能的系统。因此, 一般来说, 在高端RFID系统(智能卡) 和高价值的被标签物品场合, 可以采用这种方式。
2、各组件通信链上数据安全对策
(1) 限制标签和阅读器之间的通信距离。采用不同的工作频率、天线设计、标签技术和阅读器技术可以限制两者之间的通信距离, 低非法接近和阅读标签的风险, 但是这仍然不能解决数据传输的风险, 还以损害可部署性为代价。
(2) 实现专有的通信协议。在高度安全敏感和互操作性不高的情况下, 实现专有通信协议是有效的。它涉及到实现一套非公有的通信协议和加解密方案。基于完善的通信协议和编码方案,可实现较高等级的安全。但是, 这样便丧失了与采用工业标准的系统之间的RFID数据共享能力。当然, 还可以通过专用的数据 网关来进行处理。
(3) 为RFID标签编程, 使其只可能与己授权的RFID阅读器通信。解决办法是, 确保网络上的所有阅读器在传送信息给中间件(中间件再把信息传送给应用系统) 之前都必须通过验证,并且确保阅读器和后端系统之间的数据流是加密的。部署RFID阅读器时应采取一些非常切合实际的措施, 确保验证后方可连入网络, 并且不会因为传输而被其他人窃取重要信息。
3、保护阅读器中数据安全对策
在RFID系统中, 阅读器只是一个简单的读写设备没有太多的安全功能, 因此阅读器中数据采集的安全问题必须依靠中件间来解决。中间件的安全对策与计算机网络系统有相同之处这里不再一一详述其实从表1 中可以看出, 攻击者要想对阅读器进行攻击, 多数情况是必须至少得和阅读器接触, 所以保护数据安全除了不断推进加密技术来应对之外, 还要依靠安全的管理制度, 完备的数据管理模式, 依靠数据的管理者持续的工作来保持数据的安全性, 所以保密是一个过程。
当然任何一个单层面的解决方案都是不全面的(加上成本不允许) , 不可能彻底保证RFID应用的安全, 在很多时候都需要采用综合性的解决方案。不管如何, 在实施和部署RFID应用系统之前, 应该根据实际情况进行充分的业务安全评估和风险分析, 考虑综合的解决方案、考虑成本和收益之间的关系。
参考文献
[1]Klaus F inkenzeller 著. 吴晓峰, 陈大才译. 射频识别技术[M]. 电子工业出版社, 2005
[2]李锦涛等. 射频识别(RFID) 技术及其应用[J]. 中国科学院计算技术研究所内部刊物¤ 信息技术快报, 200411
[3] 信息安全、网络安全资迅[OL]. 中国计算机安全http: //www. infosec.org.cn/news/news_detail. php.mID= 6840
[4]专家谈RFID安全原理、密码保护问题[OL]. 中国防伪标网http://www.talentweb.com.cn/2006/12 -18/15221675863.html
[5]安全隐患不容忽视RFID信息安全策略分析[OL].电子标签的应用与推广http://application.rfidchina. org/rfidinfo-3975-115.html
[6]王俊宇. 基于RFID的追踪与追溯系统研究与设计[D].复旦大学, 20050701
[7]赵克文. 电子标签安全性研究及其在物流中的应用[D]. 西安电子科技大学, 20060101
由于集成的RFID系统实际上是一个计算机网络应用系统, 因此安全问题类似于计算机和网络的安全问题, 但它仍然有两个特殊的特点: 首先, RFID标签和后端系统之间的通信是非接触和无线的, 使它们很易受到窃听; 其次, 标签本身的计算能力和可编程性, 直接受到成本要求的限制。一般地, RFID的安全威胁除了与计算机网络有相同之处外, 还包括以下三种类型:
一、标签中数据的安全威胁
由于标签本身的成本所限, 标签本身很难具备能够足以保证安全的能力。这样, 就面临了很大的问题。非法用户可以利用合法的阅读器或者自构一个阅读器, 直接与标签进行通信。这样, 就可以很容易地获取标签内所存数据。而对于读写式标签,还面临数据被篡改的风险。
二、通信链路上的安全威胁
当标签传输数据给阅读器, 或者阅读器质询标签的时候, 其数据通信链路是无线通信链路, 无线信号本身是开放的。这就给非法用户的侦听带来了方便。实现的常用方法包括:
1、黑客非法截取通信数据。通过非授权的阅读器截取数据或根据RFID前后向信道的不对称性远距离窃听标签信息等。
2、业务拒绝式攻击, 即非法用户通过发射干扰信号来堵塞通信链路, 使得阅读器过载, 无法接收正常的标签数据。
3、利用冒名顶替标签来向阅读器发送数据, 使得阅读器处理的都是虚假的数据, 而真实的数据则被隐藏。
4、通过发射特定电磁波破坏标签等。
三、阅读器协议的安全威胁
阅读器协议的安全威胁主要有三个方面: 如表1 所示:
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表1 阅读器协议的安全威胁由此可见, RFID所遇到的安全问题, 要比通常的计算机网络安全问题要复杂的多。通过分析RFID系统的安全威胁, 受到非授权攻击的数据可能保存在标签中、阅读器中, 或者当数据在各个组件之间传输时, 我们必须采取相应的对策解决。
1、保护标签中数据安全对策
为了防止RFID标签泄露个人隐私, 同时也为了防止用户携带安装有标签的产品进入市场所带来的混乱, 人们从技术上提出了多种方案, 如表2 所示:
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当然我们还可以使用各种认证和加密手段来确保标签和阅读器之间的数据安全。比如, 直至阅读器发送一个密码来解锁数据之前, 标签的数据一直处于锁定状态。更严格的还可能同时包括认证和加密方案。但是标签的成本直接影响到其计算能力以及采用的算法的强度。在现实生活中选择射频识别系统时, 应该根据实际情况考虑是否选择有密码功能的系统。因此, 一般来说, 在高端RFID系统(智能卡) 和高价值的被标签物品场合, 可以采用这种方式。
2、各组件通信链上数据安全对策
(1) 限制标签和阅读器之间的通信距离。采用不同的工作频率、天线设计、标签技术和阅读器技术可以限制两者之间的通信距离, 低非法接近和阅读标签的风险, 但是这仍然不能解决数据传输的风险, 还以损害可部署性为代价。
(2) 实现专有的通信协议。在高度安全敏感和互操作性不高的情况下, 实现专有通信协议是有效的。它涉及到实现一套非公有的通信协议和加解密方案。基于完善的通信协议和编码方案,可实现较高等级的安全。但是, 这样便丧失了与采用工业标准的系统之间的RFID数据共享能力。当然, 还可以通过专用的数据 网关来进行处理。
(3) 为RFID标签编程, 使其只可能与己授权的RFID阅读器通信。解决办法是, 确保网络上的所有阅读器在传送信息给中间件(中间件再把信息传送给应用系统) 之前都必须通过验证,并且确保阅读器和后端系统之间的数据流是加密的。部署RFID阅读器时应采取一些非常切合实际的措施, 确保验证后方可连入网络, 并且不会因为传输而被其他人窃取重要信息。
3、保护阅读器中数据安全对策
在RFID系统中, 阅读器只是一个简单的读写设备没有太多的安全功能, 因此阅读器中数据采集的安全问题必须依靠中件间来解决。中间件的安全对策与计算机网络系统有相同之处这里不再一一详述其实从表1 中可以看出, 攻击者要想对阅读器进行攻击, 多数情况是必须至少得和阅读器接触, 所以保护数据安全除了不断推进加密技术来应对之外, 还要依靠安全的管理制度, 完备的数据管理模式, 依靠数据的管理者持续的工作来保持数据的安全性, 所以保密是一个过程。
当然任何一个单层面的解决方案都是不全面的(加上成本不允许) , 不可能彻底保证RFID应用的安全, 在很多时候都需要采用综合性的解决方案。不管如何, 在实施和部署RFID应用系统之前, 应该根据实际情况进行充分的业务安全评估和风险分析, 考虑综合的解决方案、考虑成本和收益之间的关系。
参考文献
[1]Klaus F inkenzeller 著. 吴晓峰, 陈大才译. 射频识别技术[M]. 电子工业出版社, 2005
[2]李锦涛等. 射频识别(RFID) 技术及其应用[J]. 中国科学院计算技术研究所内部刊物¤ 信息技术快报, 200411
[3] 信息安全、网络安全资迅[OL]. 中国计算机安全http: //www. infosec.org.cn/news/news_detail. php.mID= 6840
[4]专家谈RFID安全原理、密码保护问题[OL]. 中国防伪标网http://www.talentweb.com.cn/2006/12 -18/15221675863.html
[5]安全隐患不容忽视RFID信息安全策略分析[OL].电子标签的应用与推广http://application.rfidchina. org/rfidinfo-3975-115.html
[6]王俊宇. 基于RFID的追踪与追溯系统研究与设计[D].复旦大学, 20050701
[7]赵克文. 电子标签安全性研究及其在物流中的应用[D]. 西安电子科技大学, 20060101
