專利名稱：射頻識別系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及射頻識別系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
偽造品對于產(chǎn)品制造商來說是極嚴(yán)重的問題。目前，在許多產(chǎn)業(yè)中都可看到偽造品，這些產(chǎn)業(yè)例如是酒、香煙、藥物、化妝品、CD、DVD、軟件、體育器材、兒童用品和珠寶等等。許多產(chǎn)業(yè)已經(jīng)與偽造者戰(zhàn)斗了幾十年。但是，伴隨著防偽努力的持續(xù)前進(jìn)，偽造品卻在不論是東方還是西方的大多數(shù)國家里變得驚人的普遍。
偽造品給無辜的制造商帶來的不僅是利潤上的巨大損失，還有信用上的災(zāi)難。不幸購買了偽造品并且對偽造品的偽劣質(zhì)量不滿意的普通消費(fèi)者，在許多情況下都無法分辨?zhèn)卧炱泛驼嫫罚虼藢?fù)面但卻錯誤地評價(jià)真正的制造商的產(chǎn)品質(zhì)量。最后的悲哀故事是偽造者賺了錢，而無辜的制造商受到了懲罰。
產(chǎn)品制造商始終渴求獲得能幫助消費(fèi)者分辨真品和偽造品的產(chǎn)品認(rèn)證解決方案。如果這種解決方案使得消費(fèi)者能夠便利地認(rèn)證產(chǎn)品，則偽造品就易被驅(qū)逐出市場。
防偽是專利申請中的非常熱門的主題，在市場上已經(jīng)可以看到許多解決方案。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛采用之前，防偽解決方案大體上是基于物理手段的，例如特殊的印墨、紙張、質(zhì)地、激光標(biāo)簽。解決方案提供商宣稱這種物理手段能夠強(qiáng)有力地防偽。但是，過去幾十年來的歷史卻明顯與提供商所宣稱的不符。鈔票就是一個(gè)很好的例子。在鈔票中總能找到最高級的物理手段。但是，偽鈔卻從來沒有消失過。顯然，普通產(chǎn)品制造商無法承受應(yīng)用鈔票的高成本。因此，由普通產(chǎn)品制造商采用的防偽解決方案是非常脆弱的。
在過去的20年中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)成功突圍進(jìn)了消費(fèi)者市場中。全球因特網(wǎng)訪問費(fèi)用和固定/移動電信費(fèi)用變得如此之低，以至于居住在這個(gè)星球上的大部分人都有能力消費(fèi)它們。因此，看到越來越多防偽解決方案嘗試將由產(chǎn)品承載的產(chǎn)品認(rèn)證信息發(fā)送到后端服務(wù)器并由服務(wù)器確定產(chǎn)品的真?zhèn)?，也就不令人驚奇了。例如，中國專利申請99126659和02111542就屬于此類技術(shù)的范圍。
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)標(biāo)簽是抗擊偽造品領(lǐng)域的另一個(gè)后起之秀。RFID這個(gè)詞涵蓋了具有廣泛變化的計(jì)算功率量、讀取范圍和成本的無線電和處理器技術(shù)的一個(gè)家族。自從Walmart和美國國防部開始大規(guī)模嘗試以來，供應(yīng)鏈標(biāo)簽已經(jīng)變得很著名。工業(yè)團(tuán)體EPCglobal(www.epcglobalinc.org)定義了0類和1類RFID標(biāo)簽，這些標(biāo)簽具有極有限的計(jì)算、存儲和通信能力，并且不支持密碼技術(shù)和最小限度的額外特征。
對于任何RFID系統(tǒng)，有三個(gè)元件是基本的RFID標(biāo)簽、RFID讀取器和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。RFID標(biāo)簽位于要標(biāo)識的對象上，并且是RFID系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)攜帶者。RFID讀取器能夠從RFID標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)和/或向RFID標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)以某種有用的方式利用由RFID讀取器獲得的數(shù)據(jù)。
典型的RFID標(biāo)簽包括存儲數(shù)據(jù)的微芯片以及耦合元件，例如線圈天線，用于經(jīng)由射頻通信來通信。RFID標(biāo)簽可以是有源的或無源的。有源RFID標(biāo)簽具有電源(例如電池)，并且主動發(fā)送用于通信的RF信號，而無源RFID標(biāo)簽從RFID讀取器的詢問信號中獲得其全部能量，并且或者反射RFID標(biāo)簽的信號，或者對RFID標(biāo)簽的信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制，以進(jìn)行通信。大多數(shù)RFID標(biāo)簽，無論是有源的還是無源的，都只在被RFID讀取器詢問時(shí)才進(jìn)行通信。
典型的RFID讀取器包括射頻模塊、處理器和耦合元件，以經(jīng)由射頻通信詢問RFID標(biāo)簽。此外，許多RFID讀取器裝有接口，使得它們能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，例如運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的存儲器。用射頻來與RFID標(biāo)簽通信使得即使在標(biāo)簽位于不友好的環(huán)境中并且模糊難辨的情況下，RFID讀取器也能在短距離到中等距離內(nèi)讀取無源RFID標(biāo)簽，在短距離到長距離內(nèi)讀取有源RFID標(biāo)簽。
可將利用RFID標(biāo)簽的防偽解決方案簡單劃分成在線和離線的兩種。對于在線防偽解決方案，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)也被使用，這種解決方案可能需要安全裝置，也可能不需要。例如，中國專利申請200410082611.1和200410024790.3屬于此類技術(shù)的范圍，而前者不涉及安全裝置，后者要求安全裝置。另一方面，對于離線解決方案，不使用計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，即只利用RFID標(biāo)簽和讀取器來認(rèn)證產(chǎn)品。在這種情況下，必然需要安全裝置。例如，中國專利申請03111875.5和200410078160.4屬于此類技術(shù)的范圍。PCT專利申請WO 2005/024697 A2也涉及此類技術(shù)。
現(xiàn)有防偽解決方案具有成本、效率、可用性和安全性方面的問題。
首先，任何要求通信網(wǎng)絡(luò)支持的防偽解決方案要處理來自消費(fèi)者的大量產(chǎn)品認(rèn)證，其后端服務(wù)器的成本都會很大。此外，通信花費(fèi)會被加諸于消費(fèi)者或產(chǎn)品制造商。如果加諸于消費(fèi)者，則這種解決方案將會由于經(jīng)濟(jì)原因被大多數(shù)消費(fèi)者所放棄。另一方面，如果加諸于產(chǎn)品制造商，則來自消費(fèi)者的大量產(chǎn)品認(rèn)證查詢將會侵吞產(chǎn)品制造商的利潤。這還不是全部，在大多數(shù)情況下，消費(fèi)者和后端服務(wù)器之間為了產(chǎn)品認(rèn)證進(jìn)行的通信會花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間。消費(fèi)者可能因?yàn)闀r(shí)間原因而放棄這種解決方案。
現(xiàn)有的離線的基于標(biāo)簽的防偽解決方案，即不需要通信網(wǎng)絡(luò)支持的解決方案，不僅遇到了成本問題，還遇到了安全問題。雖然在這種解決方案中已經(jīng)包括了安全裝置，但是大多數(shù)這種安全裝置都不起作用。這種解決方案一般依賴于以下假設(shè)標(biāo)簽包含某些秘密信息，并且是抗克隆的，即給出一個(gè)包含秘密信息的真正的標(biāo)簽，難以制造另一個(gè)包含相同信息的標(biāo)簽。如果這種假設(shè)是真的，則這些解決方案是可行的，因?yàn)榘踩b置保證存儲在標(biāo)簽中的秘密信息是不可偽造的，因此安全信息和標(biāo)簽被安全地綁定在一起。不幸的是，這一假設(shè)對于現(xiàn)有解決方案是完全錯誤的。現(xiàn)有解決方案利用了存儲在標(biāo)簽中的所有秘密信息來進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證。正如我們所知的，對于離線解決方案，認(rèn)證標(biāo)簽并確定被附著了標(biāo)簽的產(chǎn)品的真實(shí)性的是讀取器。由于存儲在標(biāo)簽中的所有秘密信息都用于認(rèn)證中，如果任何一個(gè)讀取器被偽造者所占有，則偽造者就能了解存儲在讀取器中的秘密信息，并將這些秘密信息完全復(fù)制到偽造的標(biāo)簽上，從而破壞了該解決方案的安全性。制造一種防止偽造者攻克的安全讀取器是有可能的。但是，這種讀取器太昂貴了。同樣，很容易發(fā)現(xiàn)讀取器和標(biāo)簽之間的射頻通信是難以受安全裝置來保護(hù)的。如果讀取器和標(biāo)簽之間的射頻通信是安全的，則不僅需要昂貴的讀取器，還需要昂貴的標(biāo)簽，才能使得讀取器和標(biāo)簽?zāi)軌虮舜苏J(rèn)證。因此，只要通過竊聽讀取器和標(biāo)簽之間的開放無線電通信，就能截取包含在標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。結(jié)論就是，除非使用能夠認(rèn)證讀取器并且能被讀取器認(rèn)證的昂貴的標(biāo)簽，并且讀取器和標(biāo)簽之間的無線電信道被加密，否則RFID標(biāo)簽就很容易被克隆。
這里我們要強(qiáng)調(diào)，廉價(jià)標(biāo)簽至少具有“功率非常有限的無源標(biāo)簽”的特征。在標(biāo)簽上是沒有諸如偽隨機(jī)數(shù)生成、雜散、加密這樣的基本安全要求的。對于這種廉價(jià)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)克隆對所有產(chǎn)品認(rèn)證解決方案來說都是令人頭疼的。克隆的標(biāo)簽對于離線解決方案來說尤其致命。沒有網(wǎng)絡(luò)支持的讀取器無法分辨真標(biāo)簽和克隆的標(biāo)簽，這意味著偽造的標(biāo)簽肯定能通過由任何真讀取器進(jìn)行的產(chǎn)品認(rèn)證。因此，由于附著了克隆的標(biāo)簽的偽造品被讀取器認(rèn)證為真品，因而大規(guī)模偽造是無法避免的。
針對離線RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)克隆問題，已提出了一些解決方案。例如，日本專利公開2005-130059中，提出了通過在附著在商品上的IC芯片的存儲領(lǐng)域中寫入多個(gè)密碼化的數(shù)據(jù)，并且在進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證時(shí)，通過多次讀取芯片中的密碼化的數(shù)據(jù)，而增加解讀密碼化數(shù)據(jù)的難度，從而在一定程度上增加了數(shù)據(jù)克隆的難度。但是，數(shù)據(jù)克隆仍然不是不可能的。偽造者通過足夠多次讀取一個(gè)真品芯片，就有可能獲取該芯片中存儲的所有密碼化數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)克隆在偽造的芯片中，這樣偽造的芯片肯定能通過由任何真讀取器進(jìn)行的產(chǎn)品認(rèn)證。
因此，需要一種用于離線產(chǎn)品認(rèn)證的RFID系統(tǒng)，其能夠防止對存儲在RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行克隆，并且還具有廉價(jià)、高效等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，即用一種廉價(jià)、高效的方案來防止對存儲在射頻識別標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行克隆，提供了一種射頻識別系統(tǒng)、一種射頻識別標(biāo)簽和一種射頻識別方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種射頻識別系統(tǒng)，包括射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器，其向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都無法被讀取。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都都無法被讀取。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種射頻識別方法，包括在射頻識別標(biāo)簽上存儲標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分，其中所述射頻識別標(biāo)簽在接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過所述鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都無法被讀取。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種射頻識別系統(tǒng)，包括射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器，其向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分?jǐn)?shù)據(jù)的讀取請求時(shí)，在所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種射頻識別方法，包括在射頻識別標(biāo)簽上存儲標(biāo)識碼以及m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，其中所述射頻識別標(biāo)簽在接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，向射頻識別標(biāo)簽中引入了鎖定功能。從而通過存儲在射頻識別標(biāo)簽中的多個(gè)數(shù)字簽名以及由射頻標(biāo)簽所執(zhí)行的鎖定功能，有效地禁止了對射頻標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)的克隆，并且阻撓了大規(guī)模的偽造。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的RFID系統(tǒng)100，其包含RFID標(biāo)簽101和RFID讀取器102；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的RFID標(biāo)簽101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的RFID讀取器102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出圖1所示的RFID標(biāo)簽101在接收到來自RFID讀取器102的讀取請求時(shí)的操作流程5示出圖1所示的RFID讀取器102向RFID標(biāo)簽101發(fā)送讀取請求，并根據(jù)讀取到的數(shù)字簽名對RFID標(biāo)簽101的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的RFID系統(tǒng)600，其包含RFID標(biāo)簽601和RFID讀取器602；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的RFID標(biāo)簽601的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的RFID讀取器602的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖9示出圖6所示的RFID標(biāo)簽601在接收到來自RFID讀取器602的讀取請求時(shí)的操作流程圖；圖10示出圖6所示的RFID讀取器602向RFID標(biāo)簽601發(fā)送讀取請求，并根據(jù)讀取到的數(shù)字簽名對RFID標(biāo)簽601的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖；圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的RFID系統(tǒng)1100，其包含RFID標(biāo)簽1101和RFID讀取器1102；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的RFID標(biāo)簽1101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖13示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的RFID讀取器1102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖14示出圖11所示的RFID標(biāo)簽1101在接收到來自RFID讀取器1102的讀取請求時(shí)的操作流程圖；圖15示出圖11所示的RFID讀取器1102向RFID標(biāo)簽1101發(fā)送讀取請求，并根據(jù)讀取到的數(shù)字簽名對RFID標(biāo)簽1101的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖；圖16示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的RFID系統(tǒng)1600，其包含RFID標(biāo)簽1601和RFID讀取器1602；圖17示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的RFID標(biāo)簽1601的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖18示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的RFID讀取器1602的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖19示出圖16所示的RFID標(biāo)簽1601在接收到來自RFID讀取器1602的讀取請求時(shí)的操作流程圖；圖20示出圖16所示的RFID讀取器1602向RFID標(biāo)簽1601發(fā)送讀取請求，并根據(jù)讀取到的數(shù)字簽名對RFID標(biāo)簽1601的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖；以及圖21示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的RFID標(biāo)簽的存儲器消耗的減少。
具體實(shí)施例方式
下面將說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的RFID系統(tǒng)100的簡化框圖。RFID系統(tǒng)100包括RFID標(biāo)簽101和RFID讀取器102，并且RFID標(biāo)簽101與RFID讀取器102之間通過射頻通信來通信。該RFID標(biāo)簽101是一個(gè)無源標(biāo)簽，它從來自RFID讀取器102的讀取請求信號中獲取其全部能量，并且通過反射來自RFID讀取器102的信號，或者對來自RFID讀取器102的信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制，來答復(fù)RFID讀取器102。RFID標(biāo)簽101的體積很小，可以附著在任何需要進(jìn)行認(rèn)證的產(chǎn)品之上。RFID讀取器102可向RFID標(biāo)簽101發(fā)送數(shù)據(jù)，例如讀取請求，并且接收來自RFID標(biāo)簽101的答復(fù)數(shù)據(jù)。
圖2是圖1的RFID標(biāo)簽101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖。RFID標(biāo)簽101包括微芯片201和標(biāo)簽耦合元件202。微芯片201中包括標(biāo)識碼存儲區(qū)域203、輔助存儲區(qū)域204和控制裝置205。在標(biāo)識碼存儲區(qū)域中存儲了唯一標(biāo)識RFID標(biāo)簽101的某個(gè)屬性標(biāo)識碼，例如EPC碼。
EPC碼是由EPCglobal所定義的。EPC碼中的一部分將會唯一標(biāo)識被附著了RFID標(biāo)簽101的產(chǎn)品的制造商。EPC是存儲在射頻識別標(biāo)簽中的唯一信息，且已經(jīng)得到UCC和國際EAN兩個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)的主要監(jiān)督機(jī)構(gòu)的支持。EPC的目標(biāo)是提供對物理世界對象的唯一標(biāo)識。它通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來標(biāo)識和訪問單個(gè)物體，就如在互聯(lián)網(wǎng)中使用IP地址來標(biāo)識、組織和通信一樣。以下簡要說明EPC碼的結(jié)構(gòu)。EPC是一組數(shù)字，由頭標(biāo)和三部分?jǐn)?shù)據(jù)組成。頭標(biāo)表明EPC的版本號，已經(jīng)考慮到不同長度或未來的不同標(biāo)簽類型。第二部分，表明EPC的管理者，相當(dāng)于產(chǎn)品的制造商。第三部分，代表物品類別，表明了產(chǎn)品的確切類別。第四部分，是單個(gè)物品的序列號。例如，一個(gè)EPC碼01.115A1D7.28A1E6.421CBA30A，其中01表示EPC版本(8位)，115A1D7表示產(chǎn)品制造商識別碼，一共28位(可以表示大于2.68億個(gè)產(chǎn)品制造商)，28A1E6表示產(chǎn)品識別碼，一共24位(每家產(chǎn)品制造商可以表示大于1600萬個(gè)產(chǎn)品類別)，而421CBA30A表示單品序列號，一共36位(每類產(chǎn)品可以表示大于680億件單品)。
在輔助存儲區(qū)域204中，存儲了可驗(yàn)證數(shù)據(jù)，以及其他輔助信息，例如制造日期。存在多種生成可驗(yàn)證數(shù)據(jù)的方式，以下將描述其示例。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可驗(yàn)證數(shù)據(jù)可以是數(shù)字簽名。如圖2所示，多個(gè)(例如n個(gè)，n為正整數(shù)且n＞1)數(shù)字簽名{SIG1，SIG2，...，SIGn}被存儲在輔助存儲區(qū)域204中。
假定每個(gè)產(chǎn)品制造商具有至少一個(gè)公鑰(public-key)，數(shù)字簽名是關(guān)于EPC的內(nèi)容的數(shù)字簽名。這些簽名由制造商的公鑰所驗(yàn)證。例如，假設(shè)n＝2，即存儲區(qū)域204中存儲了2個(gè)數(shù)字簽名SIG1和SIG2，產(chǎn)品制造商具有兩個(gè)RSA公鑰，PK1和PK2，每個(gè)公鑰為1024比特。則SIG1和SIG2可以是關(guān)于EPC和制造日期的數(shù)字簽名，這些數(shù)據(jù)簽名分別可由公鑰PK1和PK2所確認(rèn)。每個(gè)簽名消耗1024比特。最好用ECDSA(ANSI X9.62)同族機(jī)制來計(jì)算簽名，這樣一個(gè)制造商只需要一個(gè)公鑰即可。按照這種機(jī)制，每個(gè)簽名具有兩部分S和C，如果利用160比特橢圓曲線和SHA-1的話，則S部分和C部分各具有160比特。換句話說，一個(gè)數(shù)字簽名消耗320比特。但其安全強(qiáng)度可以與1024比特的RSA數(shù)字簽名方案的安全性相比擬。稍后將給出關(guān)于S部分和C部分的計(jì)算方法的示例。關(guān)于數(shù)字簽名方案的各種選擇和考慮對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。
除生成為數(shù)字簽名外，可驗(yàn)證數(shù)據(jù)生成方式例如也可以選用本領(lǐng)域內(nèi)公知的MAC(Message Authentication Code)方法。例如是，給定安全雜散函數(shù)和消息M(包括EPC碼E以及可能的附加信息)，n個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)可以計(jì)算為MACi＝hash(M，key，i)，i＝1，2，...，n。將MAC1～MACn作為可驗(yàn)證數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)簽中。當(dāng)讀取器讀取到任何一個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)的時(shí)候，例如MACj，可以根據(jù)該MAC值的序號j，相關(guān)的消息M，以及讀取器自己存儲器中的密鑰key，驗(yàn)證讀取到的MACj是否等于hash(M，key，j)。如果相等，則這個(gè)MAC值是真實(shí)的。反之，這個(gè)MAC值是偽造的。MAC還可以用其他的方法生成，例如HMAC，安全雜散函數(shù)也有多種選擇，這些對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。
又例如，可驗(yàn)證數(shù)據(jù)生成方式可以選用本領(lǐng)域內(nèi)公知的對稱加密方法。具體是，給定對稱加密函數(shù)SEC和解密函數(shù)SDE，消息M(包括EPC碼E以及可能的附加信息)，n個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)可以計(jì)算為Di＝SEC(M，key，i)，i＝1，2，...，n。將D1～Dn作為可驗(yàn)證數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)簽中。當(dāng)讀取器讀取到任何一個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)的時(shí)候，例如Dj，可以根據(jù)該數(shù)據(jù)的序號j，相關(guān)的消息M，以及讀取器自己存儲器中的密鑰key，驗(yàn)證SDE(Dj，key)是否能解密出M和j。如果能夠，則這個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)是真實(shí)的。反之，這個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)是偽造的。對稱加密算法有多種選擇，例如3DES，AES，這些對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。
上述不采用數(shù)字簽名的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)生成方案，可以拓展到在讀取器中存儲多個(gè)密鑰，分別屬于不同的生產(chǎn)廠家，EPC中申明是某個(gè)廠家的標(biāo)簽所存儲的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)可以用讀取器中存儲的該廠家的密鑰來驗(yàn)證。
上述不采用數(shù)字簽名的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)生成方案的主要問題是，如果每個(gè)廠家有不同的密鑰，這樣的方案可擴(kuò)展性很差。設(shè)想一個(gè)讀取器存儲了成千上萬廠家的密鑰，讀取器將成為很大的安全隱患。同時(shí)，向讀取器中安全的增加新的密鑰也是很困難的。另一方面，如果所有的廠家共享同一個(gè)密鑰，這樣的方案可擴(kuò)展性也很差。這是因?yàn)樵谶@種情況下只能由公認(rèn)可信的第三方來使用這個(gè)密鑰，這使得該第三方必須為所有廠家生產(chǎn)的所有產(chǎn)品生成可驗(yàn)證數(shù)據(jù)，同樣是很困難的。
因此，采用數(shù)字簽名作為可驗(yàn)證數(shù)據(jù)是本發(fā)明的首選實(shí)施例。
控制裝置205用于在RFID標(biāo)簽101接收到RFID讀取器的讀取請求時(shí)根據(jù)情況執(zhí)行鎖定操作，使RFID標(biāo)簽的輔助存儲區(qū)域204中存儲的一部分?jǐn)?shù)字簽名以后不能被讀取?？刂蒲b置205的操作將在以下結(jié)合圖4進(jìn)一步說明。
標(biāo)簽耦合元件202可以是線圈天線，用于通過射頻通信與RFID讀取器102通信。
圖3是圖1所示的RFID讀取器102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖。RFID讀取器102包括處理器301、射頻模塊302、讀取器耦合元件303和存儲器304。處理器301用于控制RFID讀取器102通過耦合元件303向RFID標(biāo)簽101發(fā)送讀取請求，處理器301中還包括認(rèn)證部分301-1，用于對從RFID標(biāo)簽101接收到的答復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以對RFID標(biāo)簽101的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證，從而可對附著了RFID標(biāo)簽101的產(chǎn)品的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證。處理器301的操作將在下文結(jié)合圖5進(jìn)一步說明。射頻模塊302用于在處理器301的控制下生成射頻信號。讀取器耦合元件303用于通過發(fā)送/接收射頻信號來與RFID標(biāo)簽101通信。存儲器304用于存儲產(chǎn)品制造商的公鑰。在使用RSA算法計(jì)算數(shù)字簽名的情況下，相應(yīng)于存儲在RFID標(biāo)簽101的輔助存儲區(qū)域204中的n個(gè)數(shù)字簽名，存儲器304中存儲了n個(gè)公鑰{PK1，PK2，...，PKn}。但是，在使用ECDSA算法計(jì)算數(shù)字簽名的情況下，無論輔助存儲區(qū)域204中存儲了多少個(gè)數(shù)字簽名，對于一個(gè)制造商，存儲器304中只需存儲1個(gè)公鑰，用于驗(yàn)證該制造商的數(shù)字簽名。
圖4示出圖1所示的RFID標(biāo)簽101在接收到來自RFID讀取器102的讀取請求時(shí)的操作流程圖。在步驟401中，RFID標(biāo)簽101接收到來自RFID讀取器102的讀取請求，被要求讀取包含k個(gè)數(shù)字簽名的數(shù)字簽名子集{SIGa_1，SIGa_2，...，SIGa_k}，其中k為正整數(shù)且l≤k≤n，并且{a_1，a_2，...，a_k}{1，2，...，n}，即{SIGa_1，SIGa_2，...，SIGa_k}{SIG1，SIG2，...SIGn}。在步驟402中，控制裝置205判斷數(shù)字簽名集合{SIG1，SIG2，...，SIGn}以前是否已因被執(zhí)行鎖定操作而被鎖定到另一數(shù)字簽名子集{SIGb_1，SIGb_2，...，SIGb_k}。如果已被鎖定，則在步驟403中，RFID標(biāo)簽101向RFID讀取器102發(fā)送數(shù)字簽名子集{SIGb_1，SIGb_2，...，SIGb_k}。然后此次過程結(jié)束。如果未被鎖定，則在步驟404中，控制裝置205執(zhí)行鎖定操作，將RFID標(biāo)簽101中的數(shù)字簽名集合{SIG1，SIG2，...，SIGn}鎖定到數(shù)字簽名子集{SIGa_1，SIGa_2，...，SIGa_k}。這樣，以后再接到讀取請求時(shí)，只有數(shù)字簽名子集{SIGa_1，SIGa_2，...，SIGa_k}可以被讀取，而數(shù)字簽名集合{SIG1，SIG2，...，SIGn}中的其他數(shù)字簽名不能再被讀取。接下來，在步驟405中，控制裝置205判斷RFID標(biāo)簽101是否已被鎖定。如果未被鎖定的話，則不執(zhí)行任何操作，本次過程結(jié)束。如果已被鎖定的話，則過程前進(jìn)到步驟406，在步驟406中，向RFID讀取器102發(fā)送數(shù)字簽名子集{SIGa_1，SIGa_2，...，SIGa_k}。然后此次過程結(jié)束。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，控制裝置205例如是按以下方式實(shí)現(xiàn)鎖定的為每個(gè)數(shù)字簽名SIGi設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)記比特Fi，其初始值為0，在SIGi初次被讀取時(shí)，將其相應(yīng)的標(biāo)記比特Fi置位為1，當(dāng)標(biāo)記比特為1的數(shù)字簽名的數(shù)目達(dá)到k時(shí)，標(biāo)記比特不為1的數(shù)字簽名就不再能被讀取了。使數(shù)字簽名不能被讀取的方法例如是將其銷毀，例如清零。鎖定也可按另外的方式進(jìn)行，例如標(biāo)簽中不設(shè)顯式的標(biāo)記位，而是直接將所有不可被讀出的數(shù)字簽名數(shù)據(jù)銷毀，例如清零。全為零的數(shù)字簽名可以被標(biāo)簽判斷為無需發(fā)送給讀取器的數(shù)字簽名。也可以在被標(biāo)簽發(fā)送的情況下由讀取器判斷為被禁止讀取的數(shù)字簽名，其效果都是使其不能被讀取器所讀取。當(dāng)然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，鎖定操作也可以通過其他方式在軟件、硬件或其結(jié)合中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限于這里作為例子舉出的特定鎖定方式。注意RFID標(biāo)簽101也可能接收到請求讀取其他數(shù)目的數(shù)字簽名的讀取請求，例如請求讀取k’個(gè)數(shù)字簽名的請求，但不論k’是否等于k，RFID標(biāo)簽101都最多只會讓k個(gè)數(shù)字簽名被讀取。
與圖4所示的RFID標(biāo)簽101操作流程對應(yīng)，圖5示出圖1所示的RFID讀取器102向RFID標(biāo)簽101發(fā)送讀取請求，并根據(jù)從RFID標(biāo)簽101接收到的數(shù)據(jù)對RFID標(biāo)簽101的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖。這里假定RFID讀取器102已經(jīng)成功從RFID標(biāo)簽101中讀取到了標(biāo)識碼，例如EPC碼，從而確定了唯一標(biāo)識RFID標(biāo)簽101的某個(gè)屬性，因此確定了應(yīng)使用存儲器中存儲的哪個(gè)公鑰或哪個(gè)公鑰集合來驗(yàn)證讀取的數(shù)字簽名。在步驟501中，RFID讀取器102的處理器301從索引集合{1，2，...，n}中隨機(jī)選擇索引子集{a_1，a_2，...，a_k}。然后在步驟502中，處理器301控制RFID讀取器102通過讀取器耦合元件303向RFID標(biāo)簽101發(fā)送讀取請求，請求讀取數(shù)字簽名子集{SIGa_1，SIGa_2，...，SIGa_k}，并開始等待來自RFID標(biāo)簽101的答復(fù)數(shù)據(jù)。在步驟503中，處理器301判斷是否多次超時(shí)，如果多次超時(shí)的話，則過程前進(jìn)到步驟512，認(rèn)證部分301-1判斷RFID標(biāo)簽101為破損標(biāo)簽。這里在判斷為破損標(biāo)簽前容許的超時(shí)次數(shù)可根據(jù)需要選擇。選擇方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的。如果在步驟503中，在判斷為多次超時(shí)之前接收到來自RFID標(biāo)簽101發(fā)送來的數(shù)字簽名子集{SIGb_1，SIGb_2，...，SIGb_k}(步驟505)，則在步驟506中，處理器301從存儲器304中取出對應(yīng)于制造商的公鑰。接下來在步驟507中，利用制造商公鑰驗(yàn)證數(shù)字簽名子集{SIGb_1，SIGb_2，...，SIGb_k}。在步驟508中，判斷數(shù)字簽名子集{SIGb_1，SIGb_2，...，SIGb_k}是否有效，如果無效的話，則認(rèn)證部分301-1判斷RFID標(biāo)簽101為偽造標(biāo)簽，從而可判斷附著了RFID標(biāo)簽101的產(chǎn)品為偽造品(步驟504)。如果有效的話，則在步驟509中，判斷索引子集{b_1，b_2，...，b_k}是否等于在步驟501中隨機(jī)選擇的索引子集{a_1，a_2，...，a_k}。如果等于的話，則認(rèn)證部分301-1判斷RFID標(biāo)簽101是真品標(biāo)簽(步驟510)，如果不等于的話，則認(rèn)證部分301-1判斷RFID標(biāo)簽101以前被讀過(步驟511)。通過以上所述的過程，RFID讀取器102可對RFID標(biāo)簽101的真?zhèn)涡宰龀稣J(rèn)證。
從以上描述中可以看出，在標(biāo)簽中執(zhí)行“鎖定”的結(jié)果是防止了標(biāo)簽克隆。這里首先以k＝1為例來計(jì)算偽造品檢測概率。偽造者只能獲得存儲在真品標(biāo)簽中的所有n個(gè)數(shù)字簽名中的一個(gè)，其他n-1個(gè)將再也不能被讀取。因此，偽造的標(biāo)簽將會只包含一個(gè)有效數(shù)字簽名，從而不會再出現(xiàn)克隆的標(biāo)簽。當(dāng)這種偽造標(biāo)簽被真品讀取器認(rèn)證時(shí)，由于讀取器將會從索引集合{1，2，...n}中隨機(jī)選取i，并且請求讀取SIGi，因此偽造標(biāo)簽被檢測到的概率為(n-1)/n。一般而言，p個(gè)偽造標(biāo)簽被檢測到的概率是1-(1/n)p。以n＝2為例，一個(gè)偽造標(biāo)簽逃脫檢測的概率為50％，而十二個(gè)偽造標(biāo)簽逃脫檢測的概率將會低于0.025％?；蛘邠Q句話說，十二個(gè)偽造標(biāo)簽被檢測到的概率高于99.97％。顯然，如果1＜k＜n*0.5，則偽造標(biāo)簽被檢測到的概念將會更高。當(dāng)k＝n*0.5時(shí)，檢測概率最高。例如，n＝12，即一個(gè)標(biāo)簽存儲12個(gè)數(shù)字簽名，如果k＝6，即從12個(gè)數(shù)字簽名中隨機(jī)選擇6個(gè)來驗(yàn)證。由于1個(gè)偽造標(biāo)簽上最多有6個(gè)有效數(shù)字簽名，因此偽造標(biāo)簽被檢測到的概率為1-1/C126，即99.89％。此時(shí)，兩個(gè)偽造標(biāo)簽逃脫檢測的概率將低于0.00012％?，F(xiàn)在可以合理地論斷，本發(fā)明所提出的利用包含帶鎖定功能的RFID標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證可以有效地阻撓大規(guī)模偽造。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，除簽名集合{SIG1，SIG2，...，SIGn}以外，RFID標(biāo)簽中還包含了另外m-1組數(shù)字簽名集合，其中m為正整數(shù)且m＞1，并且每組數(shù)字簽名集合的構(gòu)成方式與簽名集合{SIG1，SIG2，...，SIGn}的構(gòu)成方式相同。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的RFID系統(tǒng)600，其包含RFID標(biāo)簽601和RFID讀取器602。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的RFID標(biāo)簽601的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的RFID讀取器602的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，RFID標(biāo)簽601包括微芯片701和標(biāo)簽耦合元件702。微芯片701中包括標(biāo)識碼存儲區(qū)域703、輔助存儲區(qū)域704和控制裝置705。RFID標(biāo)簽601的輔助存儲區(qū)域704中存儲了m組數(shù)字簽名集合，每組包含n個(gè)簽名，形成一個(gè)數(shù)字簽名矩陣{SIGi，j}，1≤i≤m，1≤j≤n。如圖8所示，RFID讀取器602包括處理器801、射頻模塊802、讀取器耦合元件803和存儲器804。處理器801中還包括認(rèn)證部分801-1。
對于每組簽名，RFID標(biāo)簽601的操作與以上結(jié)合圖4所描述的RFID標(biāo)簽101操作相似，如圖9所示。圖9示出圖6所示的RFID標(biāo)簽601在接收到來自RFID讀取器602的讀取請求時(shí)的操作流程圖。在步驟901中，RFID標(biāo)簽601接收到來自RFID讀取器602的讀取請求，被要求讀取第i組的數(shù)字簽名子集{SIGi，a_1，SIGi，a_2，...，SIGi，a_k}，其中1≤i≤m，1≤k≤n，并且{a_1，a_2，...，a_k}{1，2，...，n}，即{SIGi，a_1，SIGi，a_2，...，SIGi，a_k}{SIGi，1，SIGi，2，...SIGi，n}。在步驟902中，控制裝置705判斷第i組數(shù)字簽名集合{SIGi，1，SIGi，2，...，SIGi，n}以前是否已因被執(zhí)行鎖定操作而被鎖定到另一數(shù)字簽名子集{SIGi，b_1，SIGi，b_2，...，SIGi，b_k}。如果已被鎖定，則在步驟903中，RFID標(biāo)簽601向RFID讀取器602發(fā)送數(shù)字簽名子集{SIGi，b_1，SIGi，b_2，...，SIGi，b_k}。然后此次過程結(jié)束。如果未被鎖定，則在步驟904中，控制裝置705執(zhí)行鎖定操作，將RFID標(biāo)簽601中的第i組數(shù)字簽名集合{SIGi，1，SIGi，2，...，SIGi，n}鎖定到數(shù)字簽名子集{SIGi，a_1，SIGi，a_2，...，SIGi，a_k}。這樣，以后再接到關(guān)于第i組數(shù)字簽名集合{SIGi，1，SIGi，2，...，SIGi，n}的讀取請求時(shí)，只有數(shù)字簽名子集{SIGi，a_1，SIGi，a_2，...，SIGi，a_k}可以被讀取，而第i組數(shù)字簽名集合{SIGi，1，SIGi，2，...，SIGi，n}中的其他數(shù)字簽名不能再被讀取。接下來，在步驟905中，控制裝置705判斷RFID標(biāo)簽601的第i組數(shù)字簽名集合是否已被鎖定。如果未被鎖定的話，則不執(zhí)行任何操作，本次過程結(jié)束。如果已被鎖定的話，則過程前進(jìn)到步驟906，在步驟906中，向RFID讀取器602發(fā)送數(shù)字簽名子集{SIGi，a_1，SIGi，a_2，...，SIGi，a_k}。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，控制裝置705例如是按以下方式實(shí)現(xiàn)鎖定的為每個(gè)數(shù)字簽名SIGi，j設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)記比特Fi，j，其初始值為0，在數(shù)字簽名SIGi，j初次被讀取時(shí)，將其標(biāo)記比特Fi，j置位為1，當(dāng)?shù)趇組中相應(yīng)的標(biāo)記比特為1的數(shù)字簽名的數(shù)目達(dá)到k個(gè)后，第i組中相應(yīng)的標(biāo)記比特不為1的數(shù)字簽名就不能被讀取了。使數(shù)字簽名不能被讀取的方法例如是將其銷毀，例如清零。鎖定也可按另外的方式進(jìn)行，例如標(biāo)簽中不設(shè)顯式的標(biāo)記位，而是直接將所有不可被讀出的數(shù)字簽名數(shù)據(jù)銷毀，例如清零。全為零的數(shù)字簽名可以被標(biāo)簽判斷為無需發(fā)送給讀取器的數(shù)字簽名。也可以在被標(biāo)簽發(fā)送的情況下由讀取器判斷為被禁止讀取的數(shù)字簽名，其效果都是使其不能被讀取器所讀取。當(dāng)然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，鎖定操作也可以通過其他方式在軟件、和硬件或其結(jié)合中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限于這里作為例子舉出的特定鎖定方式。注意RFID標(biāo)簽601也可能接收到請求讀取第i組中的其他數(shù)目個(gè)數(shù)字簽名的請求，例如請求讀取k’個(gè)數(shù)字簽名的請求，但不論k’是否等于k，RFID標(biāo)簽601都最多只會讓第i組的k個(gè)數(shù)字簽名被讀取。另外，RFID標(biāo)簽601也可能遇到被請求讀取第i＞m組數(shù)字簽名集合的情況，在此情況下RFID標(biāo)簽601的控制裝置705會把該讀取請求判斷為錯誤的讀取請求，而不對其做任何響應(yīng)。
與圖9所示的RFID標(biāo)簽601操作流程對應(yīng)，圖10示出圖6所示的RFID讀取器602向RFID標(biāo)簽601發(fā)送讀取請求，并根據(jù)從RFID標(biāo)簽601接收到的數(shù)據(jù)對RFID標(biāo)簽601的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖。這里假定RFID讀取器602已經(jīng)成功從RFID標(biāo)簽601中讀取到了標(biāo)識碼，例如EPC碼，從而確定了唯一標(biāo)識RFID標(biāo)簽601的某個(gè)屬性，因此確定了應(yīng)使用存儲器中存儲的哪個(gè)公鑰或哪些公鑰來驗(yàn)證讀取的數(shù)字簽名。在步驟1001中，RFID讀取器602的處理器801中的計(jì)數(shù)器(未示出)的值i被設(shè)為1。然后在步驟1002中，處理器801從索引集合{1，2，...，n}中隨機(jī)選擇索引子集{a_1，a_2，...，a_k}。接下來在步驟1003中，處理器801控制RFID讀取器602通過讀取器耦合元件803向RFID標(biāo)簽601發(fā)送讀取請求，該讀取請求中請求讀取第i組數(shù)字簽名集合的數(shù)字簽名子集{SIGi，a_1，SIGi，a_2，...，SIGi，a_k}，并開始等待來自RFID標(biāo)簽601的答復(fù)數(shù)據(jù)。在步驟1004中，處理器801判斷是否多次超時(shí)，如果多次超時(shí)的話，則在步驟1005中，過程前進(jìn)到步驟1015，認(rèn)證部分801-1判斷RFID標(biāo)簽601為破損標(biāo)簽。這里在判斷為破損標(biāo)簽前容許的超時(shí)次數(shù)可根據(jù)需要選擇。選擇方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的。如果在步驟1004中，在判斷為多次超時(shí)之前接收到來自RFID標(biāo)簽601發(fā)送來的數(shù)字簽名子集{SIGi，b_1，SIGi，b_2，...，SIGi，b_k}(步驟1006)，則在步驟1007中，處理器801從存儲器804中取出對應(yīng)于制造商的公鑰。接下來在步驟1008中，利用制造商公鑰驗(yàn)證數(shù)字簽名子集{SIGi，b_1，SIGi，b_2，...，SIGi，b_k}。在步驟1009中，判斷數(shù)字簽名子集{SIGi，b_1，SIGi，b_2，...，SIGi，b_k}是否有效，如果無效的話，則認(rèn)證部分801-1判斷RFID標(biāo)簽601為偽造標(biāo)簽，從而判斷附著了RFID標(biāo)簽601的產(chǎn)品為偽造品(步驟1005)。如果有效的話，則在步驟1010中，判斷索引子集{b_1，b_2，...，b_k}是否等于在步驟1002中隨機(jī)選擇的索引子集{a_1，a_2，...，a_k}。如果等于的話，則認(rèn)證部分801-1判斷RFID標(biāo)簽601是真品標(biāo)簽(步驟1011)，如果不等于的話，則在步驟1012中處理器801將計(jì)數(shù)器的值i遞增1，并在步驟1013中判斷i的值是否大于m。如果i＞m，則認(rèn)證部分801-1判斷RFID標(biāo)簽601以前被讀過(步驟1014)，否則返回步驟1002，以重復(fù)步驟1002及其以后的過程。通過以上所述的過程，RFID讀取器602可對RFID標(biāo)簽601的真?zhèn)涡宰龀稣J(rèn)證。
采用多組數(shù)字簽名集合的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。有了m個(gè)組，就可以保證真正的產(chǎn)品能至少m次被讀取器認(rèn)證成真品。因?yàn)橛袝r(shí)候產(chǎn)品是作為禮物被購買的，并且在其被消耗之前可能經(jīng)過幾個(gè)人，所以采用多組數(shù)字簽名集合是有用的。在這種情況下，不僅購買者和最終消費(fèi)者，而且中間人也可能希望認(rèn)證產(chǎn)品。在RFID標(biāo)簽中存儲m組數(shù)字簽名集合后，至少m個(gè)人可以將產(chǎn)品認(rèn)證為真品。
作為以上第二實(shí)施例的一種替換方案，在認(rèn)證過程中，RFID讀取器602每次可以要求對RFID標(biāo)簽601中的多組數(shù)字簽名集合進(jìn)行讀取，并根據(jù)對這多組數(shù)字簽名集合讀取的結(jié)果來對標(biāo)簽的真?zhèn)巫鞒雠袛唷＠?，RFID讀取器602可以要求讀取RFID標(biāo)簽601中的第1組數(shù)字簽名集合中的數(shù)字簽名子集{SIG1，a_1，SIG1，a_2，...，SIG1，a_k}，隨后接收到標(biāo)簽返回來的數(shù)字簽名子集{SIG1，b_1，SIG1，b_2，...，SIG1，b_k}，然后要求讀取RFID標(biāo)簽601中的第2組數(shù)字簽名集合中的數(shù)字簽名子集{SIG2，a_1，SIG2，a_2，...，SIG2，a_k}，隨后接收到標(biāo)簽返回來的數(shù)字簽名子集{SIG2，b_1，SIG2，b_2，...，SIG2，b_k}，以此類推，直到要求讀取RFID標(biāo)簽601中的第t組數(shù)字簽名集合中的數(shù)字簽名子集{SIGt，a_1，SIGt，a_2，...，SIGt，a_k}，隨后接收到標(biāo)簽返回來的數(shù)字簽名子集{SIGt，b_1，SIGt，b_2，...，SIGt，b_k}。在接收到t組數(shù)字簽名子集之后，RFID讀取器602開始進(jìn)行判斷。如果這t組返回的數(shù)字簽名子集中有任何一個(gè)數(shù)字簽名無效，則說明RFID標(biāo)簽601已破損；如果數(shù)字簽名都有效，那么如果對于1≤i≤t中的任何一個(gè)i，索引子集{b_1，b_2，...，b_k}都等于索引子集{a_1，a_2，...，a_k}，則說明標(biāo)簽是真品標(biāo)簽，否則，說明標(biāo)簽以前被讀過。
該替換方案的好處是檢測到偽造品的概率大大增加。仍以k＝1為例來計(jì)算偽造品檢測概率。對于一個(gè)偽造標(biāo)簽，其所返回的t組的t個(gè)簽名完全匹配讀取器所要求讀取的t個(gè)簽名的概率為(1/n)t，因此該偽造的標(biāo)簽被檢測出來的概率是1-(1/n)t。仍以n＝2為例，如果t＝12，則一個(gè)偽造的標(biāo)簽被檢測到的概率將為99.97％。
當(dāng)然，檢測概率的增大是以標(biāo)簽?zāi)鼙徽J(rèn)證成真品的次數(shù)減少為代價(jià)的。例如如果一個(gè)標(biāo)簽里有m＝24組數(shù)字簽名集合，每次認(rèn)證讀取器要求讀取一組數(shù)字簽名集合，標(biāo)簽?zāi)苤辽?4次被認(rèn)證成真品。如果每次認(rèn)證讀取器要讀取12組數(shù)字簽名集合，標(biāo)簽最少只能有2次被認(rèn)證成真品。
以下描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，當(dāng)RFID讀取器向RFID標(biāo)簽發(fā)送讀取請求時(shí)，并非同時(shí)請求讀取多個(gè)數(shù)字簽名組成的數(shù)字簽名子集，而是一次請求讀取一個(gè)數(shù)字簽名。此實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的通過鎖定防止標(biāo)簽克隆的效果與第一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的是等價(jià)的，并且還具有RFID標(biāo)簽的實(shí)現(xiàn)更為簡單的特征。以下參考圖11到圖15描述此實(shí)施例。
圖11示出根據(jù)第三實(shí)施例的RFID系統(tǒng)1100。與第一實(shí)施例中類似，該RFID系統(tǒng)1100包括RFID標(biāo)簽1101和RFID讀取器1102。
圖12是圖11的RFID標(biāo)簽1101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖。與第一實(shí)施例類似，RFID標(biāo)簽1101包括微芯片1201和標(biāo)簽耦合元件1202。微芯片1201中包括EPC碼存儲區(qū)域1203、輔助存儲區(qū)域1204和控制裝置1205。
圖13是圖11所示的RFID讀取器1102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖。與第一實(shí)施例類似，RFID讀取器1102包括處理器1301、射頻模塊1302、讀取器耦合元件1303和存儲器1304。處理器1301中還包括認(rèn)證部分1301-1。
圖14示出圖11所示的RFID標(biāo)簽1101在接收到來自RFID讀取器1102的對數(shù)字簽名SIGi的讀取請求時(shí)的操作流程圖。在此實(shí)施例中，如上所述，假定RFID標(biāo)簽1101中存儲了n(n＞1)個(gè)數(shù)字簽名的集合{SIG1，SIG2，...，SIGn}，并假定RFID讀取器1102在其存儲器1304中存儲了對應(yīng)于與RFID標(biāo)簽1101相關(guān)的產(chǎn)品的制造商的至少一個(gè)公鑰，在處理器1301的控制下向RFID標(biāo)簽1101發(fā)送讀取請求，并且在每次由認(rèn)證部分1301-1得出真?zhèn)涡越Y(jié)論之前要讀取k個(gè)簽名。在步驟1401中，RFID標(biāo)簽1101接收到來自RFID讀取器1102的讀取請求，即要求讀取SIGi。在步驟1402中，RFID標(biāo)簽1101的控制裝置1205確定已被鎖定的數(shù)字簽名數(shù)目x。然后在步驟1403中，控制裝置1205判斷x是否等于k。如果判斷結(jié)果為肯定的，即x＝k，則在步驟1404中，RFID標(biāo)簽1101通過標(biāo)簽耦合元件1202向RFID讀取器1102發(fā)送標(biāo)記Tag_Is_Locked，表明標(biāo)簽已被鎖定。接下來在步驟1405中，RFID標(biāo)簽1101的控制裝置1205判斷SIGi是否被鎖定。如果是的話，則在步驟1406中，RFID標(biāo)簽1101通過標(biāo)簽耦合元件1202向RFID讀取器1102發(fā)送SIGi，此次過程結(jié)束，RFID標(biāo)簽1101返回等待狀態(tài)，等待來自RFID讀取器1102的下一個(gè)讀取請求。如果在步驟1405中判斷SIGi未被鎖定，則不進(jìn)行任何操作，流程結(jié)束，RFID標(biāo)簽1101返回等待狀態(tài)。另一方面，如果在步驟1403中控制裝置1205的判斷結(jié)果為否定，即x不等于k，則在步驟1407中，控制裝置1205判斷x是否小于k。如果結(jié)果為否定，則不進(jìn)行任何操作，RFID標(biāo)簽1101返回等待狀態(tài)。如果結(jié)果為肯定，則在步驟1408中，RFID標(biāo)簽1101通過標(biāo)簽耦合元件1202向RFID讀取器1102發(fā)送標(biāo)記Tag_Not_Locked，表明標(biāo)簽尚未被鎖定。然后在步驟1409中，控制裝置1205鎖定SIGi。在第三實(shí)施例中，控制裝置1205例如是按以下方式實(shí)現(xiàn)鎖定的為每個(gè)數(shù)字簽名-SIGi設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)記比特Fi，其初始值為0，在每個(gè)數(shù)字簽名初次被請求讀取時(shí)，將其相應(yīng)的標(biāo)記比特置位為1，當(dāng)標(biāo)記比特為1的數(shù)字簽名的數(shù)目達(dá)到k時(shí)，標(biāo)記比特不為1的數(shù)字簽名就不再能被讀取了。使數(shù)字簽名不能被讀取的方法例如是將其銷毀，例如清零。當(dāng)然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，鎖定也可以通過其他方式在軟件、硬件或其結(jié)合中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限于這里作為例子舉出的特定鎖定方式。當(dāng)在步驟1409中鎖定SIGi之后，流程進(jìn)行到步驟1405，進(jìn)行以上提到的從步驟1405開始直到結(jié)束的流程。最后RFID標(biāo)簽1101返回等待狀態(tài)，等待來自RFID讀取器1102的下一個(gè)讀取請求。注意RFID標(biāo)簽1101也可能接收到請求讀取其他數(shù)目個(gè)數(shù)字簽名的請求，例如請求讀取k’個(gè)數(shù)字簽名的請求，但不論k’是否等于k，RFID標(biāo)簽1101都最多只會讓k個(gè)數(shù)字簽名被讀取。
與圖14所示的RFID標(biāo)簽1101操作流程對應(yīng)，圖15示出圖11所示的RFID讀取器1102向RFID標(biāo)簽1101發(fā)送讀取請求，并根據(jù)從RFID標(biāo)簽1101發(fā)送回來的數(shù)據(jù)對RFID標(biāo)簽1101的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖。這里假定RFID讀取器1102已經(jīng)成功從RFID標(biāo)簽1101中讀取到了標(biāo)識碼，例如EPC碼，從而確定了唯一標(biāo)識RFID標(biāo)簽1101的某個(gè)屬性，因此確定了應(yīng)使用存儲器中存儲的哪個(gè)公鑰或哪些公鑰來驗(yàn)證讀取的數(shù)字簽名。首先在步驟1501中，RFID讀取器1102的處理器1301隨機(jī)選擇k個(gè)索引組成的索引子集{a_1，a_2，...，a_k}。在步驟1502中，處理器1301將其中包含的計(jì)數(shù)器(未示出)的值i設(shè)為1，即令i＝1，其中i的值指示索引子集下標(biāo)。然后在步驟1503中，處理器1301指示射頻模塊1302生成要求讀取第a_i個(gè)簽名SIGa_i的讀取請求，并通過讀取器耦合元件1303將該讀取請求發(fā)送到RFID標(biāo)簽1101。在步驟1504中，RFID讀取器1102接收到來自RFID標(biāo)簽1101的關(guān)于鎖定狀態(tài)的標(biāo)記。在步驟1505中，處理器1301判斷i是否等于1并且根據(jù)接收到的標(biāo)記判斷RFID標(biāo)簽1101是否被鎖定。如果i不等于1或者RFID標(biāo)簽1101未被鎖定的話，則在步驟1506中，處理器1301判斷是否接收到RFID標(biāo)簽1101發(fā)送來的SIGa_i，如果接收到的話，則在步驟1507中，處理器1301判斷SIGa_i是否有效。這里判斷有效與否的方式是處理器1301從存儲器1304中讀取預(yù)先已確定的與RFID標(biāo)簽1101相關(guān)的產(chǎn)品的制造商的一個(gè)或多個(gè)公鑰，利用該一個(gè)或多個(gè)公鑰來驗(yàn)證數(shù)字簽名。如果有效的話，則在步驟1508中，使i的值加1，然后在步驟1509中，處理器1301判斷i是否大于k。如果i＞k，則前進(jìn)到步驟1510，處理器1301的認(rèn)證部分1301-1判定RFID標(biāo)簽1101是真品標(biāo)簽。如果在步驟1509中判斷結(jié)果是i不大于k，則返回步驟1503，流程循環(huán)。另一方面，如果在步驟1506或步驟1507中判斷結(jié)果為否定的，則在步驟1518中，處理器1301的認(rèn)證部分1301-1可判定RFID標(biāo)簽1101是偽造標(biāo)簽。另一方面，如果在步驟1505中，判斷結(jié)果為肯定的，即i＝1且標(biāo)簽被鎖定，則在步驟1511中，處理器1301指示RFID讀取器1102通過讀取器耦合元件1303向RFID標(biāo)簽1101發(fā)送請求讀取第i個(gè)簽名SIGi的讀取請求。接下來在步驟1512中，判斷是否接收到RFID標(biāo)簽1101發(fā)送來的SIGi。如果接收到的話，則在步驟1513中，處理器1301判斷SIGi是否有效，判斷有效性的方式與上文提到的相同。如果無效的話，則流程前進(jìn)到步驟1518，認(rèn)證部分1301-1判定RFID標(biāo)簽1101為偽造標(biāo)簽。如果在步驟1513中判斷結(jié)果為SIGi有效的話，則在步驟1514中，處理器1301將i的值加1。另一方面，如果在步驟1512中未接收到SIGi的話，也前進(jìn)到步驟1514，處理器1301將i的值加1。然后在步驟1515中，處理器1301判斷i是否大于n。如果i不大于n，則返回步驟1511，在i值已加1的情況下，重復(fù)該步驟。如果i＞n，則在步驟1516中，處理器1301判斷接收到的簽名數(shù)目是否等于k。如果是的話，則在步驟1517中，認(rèn)證部分1301-1判定RFID標(biāo)簽1101以前被讀過。如果否的話，則說明RFID標(biāo)簽1101是偽造標(biāo)簽，流程前進(jìn)到步驟1518。在步驟1510、步驟1518或步驟1517中，認(rèn)證部分1301-1對RFID標(biāo)簽1101的真?zhèn)涡宰龀雠袛嗪螅舜握J(rèn)證過程結(jié)束。
圖16示出根據(jù)第四實(shí)施例的RFID系統(tǒng)1600。與第二實(shí)施例中類似，該RFID系統(tǒng)1600包括RFID標(biāo)簽1601和RFID讀取器1602。
圖17是圖16的RFID標(biāo)簽1601的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖。與第二實(shí)施例類似，RFID標(biāo)簽1601包括微芯片1701和標(biāo)簽耦合元件1702。微芯片1701中包括EPC碼存儲區(qū)域1703、輔助存儲區(qū)域1704和控制裝置1705。
圖18是圖16所示的RFID讀取器1602的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖。與第二實(shí)施例類似，RFID讀取器1602包括處理器1801、射頻模塊1802、讀取器耦合元件1803和存儲器1804。處理器1801中還包括認(rèn)證部分1801-1。
圖19示出圖16所示的RFID標(biāo)簽1601在接收到來自RFID讀取器1602的對數(shù)字簽名SIGj，i的讀取請求時(shí)的操作流程圖。在此實(shí)施例中，如上所述，假定RFID標(biāo)簽1601中存儲了m組數(shù)字簽名集合，每組包含n個(gè)簽名，形成一個(gè)數(shù)字簽名矩陣{SIGj，i}，1≤j≤m，1≤i≤n。在步驟1901中，RFID標(biāo)簽1601接收到來自RFID讀取器1602的讀取請求，即請求讀取SIGj，i。在步驟1902中，RFID標(biāo)簽1601的控制裝置1705判斷j是否小于m。如果判斷結(jié)果為否，則不執(zhí)行任何操作，RFID標(biāo)簽1601返回等待狀態(tài)。如果在步驟1902中判斷結(jié)果是肯定的，即j＜m，則在步驟1903中，控制裝置1705確定第j組中已被鎖定的數(shù)字簽名數(shù)目x。然后在步驟1904中，控制裝置1705判斷x是否等于k。如果判斷結(jié)果為肯定的，即x＝k，則在步驟1905中，RFID標(biāo)簽1601通過標(biāo)簽耦合元件1702向RFID讀取器1602發(fā)送標(biāo)記Group_Is_Locked，表明第j組已被鎖定。接下來在步驟1906中，RFID標(biāo)簽1601的控制裝置1705判斷SIGj，i是否被鎖定。如果是的話，則在步驟1907中，RFID標(biāo)簽1601通過標(biāo)簽耦合元件1702向RFID讀取器1602發(fā)送SIGj，i，此次流程結(jié)束，RFID標(biāo)簽1601返回等待狀態(tài)，等待來自RFID讀取器1602的下一個(gè)讀取請求信號。如果在步驟1906中判斷SIGj，i未被鎖定，則不進(jìn)行任何操作，流程結(jié)束，RFID標(biāo)簽1601返回等待狀態(tài)。另一方面，如果在步驟1904中控制裝置1705的判斷結(jié)果為否定，即x不等于k，則在步驟1908中，控制裝置1705判斷x是否小于k。如果結(jié)果為否定，則不進(jìn)行任何操作，RFID標(biāo)簽1601返回等待狀態(tài)。如果結(jié)果為肯定，則在步驟1909中，RFID標(biāo)簽1601通過標(biāo)簽耦合元件1702向RFID讀取器1602發(fā)送標(biāo)記Group_Not_Locked，表明第j組尚未被鎖定。然后在步驟1910中，控制裝置1705鎖定SIGj，i。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制裝置1705例如是按以下方式實(shí)現(xiàn)鎖定的為每個(gè)數(shù)字簽名SIGj，i設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)記比特Fj，i，其初始值為0，在每個(gè)數(shù)字簽名初次被請求讀取時(shí)，將其相應(yīng)的標(biāo)記比特置位為1，當(dāng)某一組中標(biāo)記比特為1的數(shù)字簽名的數(shù)目達(dá)到k時(shí)，該組中標(biāo)記比特不為1的數(shù)字簽名就不再能被讀取了。使數(shù)字簽名不能被讀取的方法例如是將其銷毀，例如清零。當(dāng)然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，鎖定也可以通過其他方式在軟件、硬件或其結(jié)合中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限于這里作為例子舉出的特定鎖定方式。當(dāng)在步驟1910中鎖定SIGj，i之后，流程進(jìn)行到步驟1906，進(jìn)行以上提到的從步驟1906開始直到結(jié)束的流程。最后RFID標(biāo)簽1601返回等待狀態(tài)，等待來自RFID讀取器1602的下一個(gè)讀取請求信號。注意RFID標(biāo)簽1601也可能接收到請求讀取第j組中的其他數(shù)目個(gè)數(shù)字簽名的請求，例如請求讀取k’個(gè)數(shù)字簽名的請求，但不論k’是否等于k，RFID標(biāo)簽1601都最多只會讓第j組的k個(gè)數(shù)字簽名被讀取。另外，RFID標(biāo)簽1601也可能遇到被請求讀取第j＞m組數(shù)字簽名集合的情況，在此情況下RFID標(biāo)簽1601的控制裝置1705會把該讀取請求判斷為錯誤的讀取請求，而不對其做任何響應(yīng)。
與圖19所示的RFID標(biāo)簽1601操作流程對應(yīng)，圖20示出圖6所示的RFID讀取器1602向RFID標(biāo)簽1601發(fā)送讀取請求，并根據(jù)返回的數(shù)據(jù)對RFID標(biāo)簽1601的真?zhèn)涡赃M(jìn)行認(rèn)證的操作流程圖。這里假定RFID讀取器1602已經(jīng)成功從RFID標(biāo)簽1601中讀取到了標(biāo)識碼，例如EPC碼，從而確定了唯一標(biāo)識RFID標(biāo)簽1601的某個(gè)屬性，因此確定了應(yīng)使用存儲器中存儲的哪個(gè)公鑰或哪些公鑰來驗(yàn)證讀取的數(shù)字簽名。在步驟2001中，RFID讀取器1602的處理器1801將其中包含的第一計(jì)數(shù)器(未示出)的值j設(shè)為1，即令j＝1，其中j的值指示組下標(biāo)。接下來在步驟2002中，處理器1801隨機(jī)選擇k個(gè)索引組成的索引子集{a_1，a_2，...，a_k}。在步驟2003中，處理器1801將其中包含的第二計(jì)數(shù)器(未示出)的值i設(shè)為1，即令i＝0，其中i的值指示索引子集下標(biāo)。然后在步驟2004中，處理器1801指示射頻模塊1802生成要求讀取第j組的第a_i個(gè)簽名SIGj，a_i的射頻信號，并通過讀取器耦合元件1803發(fā)送到RFID標(biāo)簽1601。在步驟2005中，RFID讀取器1602接收到來自RFID標(biāo)簽1601的關(guān)于第j組的鎖定狀態(tài)的標(biāo)記。在步驟2006中，處理器1801判斷i是否等于1并且根據(jù)接收到的標(biāo)記判斷RFID標(biāo)簽1601的第j組數(shù)字簽名是否被鎖定。如果i不等于1或者第j組未被鎖定的話，則在步驟2007中，處理器1801判斷是否接收到RFID標(biāo)簽1601發(fā)送來的SIGj，a_i，如果接收到的話，則在步驟2008中，處理器1801判斷SIGj，a_i是否有效。這里判斷有效與否的方式是處理器1801從存儲器1804中讀取預(yù)先已確定的與RFID標(biāo)簽1601相關(guān)的產(chǎn)品的制造商的一個(gè)或多個(gè)公鑰，利用該一個(gè)或多個(gè)公鑰來驗(yàn)證數(shù)字簽名。如果有效的話，則在步驟2009中，使第二計(jì)數(shù)器i的值加1，然后在步驟2010中，處理器1801判斷i是否大于k。如果i＞k，則前進(jìn)到步驟2011，認(rèn)證部分1801-1判定RFID標(biāo)簽1601是真品標(biāo)簽。如果在步驟2010中判斷結(jié)果是i不大于k，則返回步驟2004，流程循環(huán)。另一方面，如果在步驟2007或步驟2008中判斷結(jié)果為否定的，則認(rèn)證部分1801-1可判定RFID標(biāo)簽1601是偽造標(biāo)簽(步驟2021)。另一方面，如果在步驟2006中，判斷結(jié)果為肯定的，即i＝1且第j組被鎖定，則在步驟2012中，處理器1801指示RFID讀取器1602通過讀取器耦合元件1803向RFID標(biāo)簽1601發(fā)送希望讀取第j組的第i個(gè)簽名SIGj，i的讀取請求信號。接下來在步驟2013中，判斷是否接收到RFID標(biāo)簽1601發(fā)送來的SIGj，i。如果接收到的話，則在步驟2014中，處理器1801判斷SIGj，i是否有效，判斷有效性的方式與上文提到的相同。如果無效的話，則認(rèn)證部分1801-1判斷標(biāo)簽是偽造標(biāo)簽。如果在步驟2014中判斷結(jié)果為SIGj，i有效的話，則在步驟2015中，處理器1801將i的值加1。另一方面，如果在步驟2013中未接收到SIGj，i的話，也前進(jìn)到步驟2015，處理器1801將第二計(jì)數(shù)器i的值加1。然后在步驟2016中，處理器1801判斷i是否大于n。如果i不大于n，則返回步驟2012，在i值已加1的情況下，重復(fù)該步驟及其以后的步驟。如果i＞n，則在步驟2017中，處理器1801判斷接收到的簽名數(shù)目是否等于k。如果否的話，則認(rèn)證部分1801-1判斷RFID標(biāo)簽1601是偽造標(biāo)簽(步驟2021)。如果是的話，即接收到的簽名的數(shù)目等于k的話，則在步驟2018中，處理器1801將第一計(jì)數(shù)器j的值加1，并且在步驟2019中，判斷j是否大于m。如果判斷j＞m，則認(rèn)證部分1801-1判斷RFID標(biāo)簽1601以前被讀過(步驟2020)。如果否的話，則返回步驟2002，在j值已加1的情況下，重復(fù)步驟2002及其以后的步驟。在步驟2011、步驟2021或步驟2020中，認(rèn)證部分1801-1對RFID標(biāo)簽1601的真?zhèn)涡宰龀雠袛嗪?，此次認(rèn)證過程結(jié)束。
在以上實(shí)施例中，可驗(yàn)證數(shù)據(jù)是數(shù)字簽名。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，對于其他形式的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)，通過采用本發(fā)明所提出的“鎖定”功能，也能達(dá)到既使真品標(biāo)簽通過認(rèn)證，又防止其被克隆的技術(shù)效果。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本說明書以后，將會很容易用多種形式的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案。
以上描述了根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證的RFID系統(tǒng)和利用RFID系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證的實(shí)施例。正如已指出的，通過優(yōu)選的數(shù)字簽名方案，例如ECDSA和SHA-1，一個(gè)簽名占據(jù)RFID標(biāo)簽的輔助存儲區(qū)域的320比特。因此12個(gè)數(shù)字標(biāo)簽需要3840比特的輔助存儲區(qū)域存儲空間。如果能夠降低RFID標(biāo)簽的存儲器消耗，則RFID標(biāo)簽的成本也會相應(yīng)降低。大量產(chǎn)品需要大量RFID標(biāo)簽這一事實(shí)立即確證了將RFID標(biāo)簽的成本降低哪怕一分錢的重要性。
在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，提供了一種方法，該方法可進(jìn)一步降低用于存儲數(shù)字簽名的RFID標(biāo)簽存儲器消耗。圖21是通過用改進(jìn)后的方法計(jì)算數(shù)字簽名而得到的RFID標(biāo)簽2100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，該RFID標(biāo)簽包括微芯片2101和標(biāo)簽耦合元件2102。微芯片2101中包括標(biāo)識碼存儲區(qū)域2103、輔助存儲區(qū)域2104和控制裝置2105。輔助存儲區(qū)域2104中存儲了包含n個(gè)數(shù)字簽名的數(shù)字簽名集合{SIG1，SIG2，....，SIGn}，為簡明起見，圖中只示意性的示出2個(gè)數(shù)字簽名。數(shù)字簽名集合{SIG1，SIG2，....，SIGn}中的每個(gè)數(shù)字簽名SIGi采取(Si，C)的形式，包括Si部分和C部分，i＝1，...，n，每個(gè)數(shù)字簽名是按如下方法計(jì)算和驗(yàn)證的選擇群(稍后將詳細(xì)描述)G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/ri-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gri，gri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gri)si*(gri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
或者選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/(r1*r2*...*ri)-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gr1*r2 *...*ri，gr1*r2*...*ri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gr1*r2*...*ri)si* (gr1*r2*...*ri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
在本發(fā)明的說明書及權(quán)利要求書中，除非另外指出，否則術(shù)語“群”是指如下定義的數(shù)學(xué)概念群(G，◇)是由集合G以及G上的二元操作◇構(gòu)成的，它滿足以下公理(1)群操作◇滿足結(jié)合律。即對于G的任何元素a、b、c，a◇(b◇c)＝(a◇b)◇c；(2)存在G的單位元素e，使得對于G的任何元素a，a◇e＝e◇a＝a；以及(3)對于G的每個(gè)元素a，存在G的元素a-1，a-1被稱為a的逆，它使得a◇a-1＝a-1◇a＝e。
例如，帶加法操作的整數(shù)集Z形成群。其中單位元素是0，整數(shù)a的逆是整數(shù)-a。關(guān)于群的更多信息，請參考Handbook of AppliedCryptography，其可從http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/獲得。
注意有許多種安全雜散算法可選，例如MD5和SHA-1，并且在雜散中可包含額外的信息，還注意到用于計(jì)算Si其他方法也是可直接或間接獲得的，例如基于“Meta-ElGamal signature schemes，Proc.2ndACMConference on Computer and Communications security，pp.96～107，1994”中所公開的那樣。所有這些都是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。
本實(shí)施例的方法的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。當(dāng)使用160比特橢圓曲線和SHA-1時(shí)，由于相同的C被所有數(shù)字簽名共享，因此12個(gè)數(shù)字簽名只需要2080比特的RFID標(biāo)簽輔助存儲區(qū)域，而在應(yīng)用此方法之前需要3840比特。如果C的大小略減小到128比特—這并不損害安全水平—則2k比特的RFID標(biāo)簽輔助存儲區(qū)域正好足夠存儲12個(gè)數(shù)字簽名。
一般而言，存儲在RFID標(biāo)簽中的n＞1個(gè)數(shù)字簽名可共享一個(gè)C。產(chǎn)品制造商需要n個(gè)公鑰。注意在優(yōu)選情況下，即x1＝x2＝...＝xn＝x的情況下，公鑰是按照申請人的另一個(gè)關(guān)于匿名公鑰的專利申請(中國專利申請200410090903.X)中所公開的原理來生成的。
不難驗(yàn)證，與先前不共享C的方法相比，RFID標(biāo)簽輔助存儲區(qū)域節(jié)省率為(n-1)/2n。例如，對于n＝12，RFID標(biāo)簽輔助存儲區(qū)域消耗少了45.8％。
值得注意的是，當(dāng)利用多組數(shù)字簽名集合時(shí)，所有的數(shù)字簽名可共享一個(gè)C，不論它們是否在相同的組中。這種分組實(shí)際上是邏輯上的劃分，而不是物理上的。
由以上描述可以看出，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，向RFID標(biāo)簽中引入了“鎖定”功能。從而通過存儲在RFID標(biāo)簽中的多個(gè)數(shù)字簽名以及由RFID標(biāo)簽所執(zhí)行的“鎖定”功能，禁止了對廉價(jià)的RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)的克隆，并且阻撓了大規(guī)模的偽造。
此外，多個(gè)數(shù)字簽名被分組并存儲在RFID標(biāo)簽中。通過使數(shù)字簽名分組，保持了真品標(biāo)簽?zāi)軌蛑辽賛次被確認(rèn)為真實(shí)，其中m是數(shù)字簽名的組數(shù)。
此外，利用了共享C部分的公鑰和數(shù)字簽名生成方法，從而大大降低了多個(gè)數(shù)字簽名對RFID標(biāo)簽的存儲空間的消耗。
盡管本發(fā)明是參照其特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種射頻識別系統(tǒng)，包括射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器，其向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都無法被讀取。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之前，使所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分被所述射頻識別讀取器讀取。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之后，使所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分被所述射頻識別讀取器讀取。
4.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述標(biāo)識碼唯一標(biāo)識所述射頻識別標(biāo)簽。
5.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述射頻識別標(biāo)簽被附著到待認(rèn)證的產(chǎn)品上，并且所述標(biāo)識碼包括EPC碼。
6.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是通過對所述標(biāo)識碼加密獲得的。
7.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是通過對所述標(biāo)識碼和其他信息加密獲得的。
8.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分是從所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選出的。
9.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分不包括所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分中的數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述射頻識別讀取器還包括認(rèn)證裝置，用于根據(jù)從所述射頻識別標(biāo)簽讀取到的所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分來認(rèn)證所述射頻識別標(biāo)簽。
11.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集包括n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn，所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分是所述n個(gè)數(shù)字簽名中的k個(gè)，并且所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分是所述n個(gè)數(shù)字簽名中的q個(gè)。
12.如權(quán)利要求11所述的射頻識別系統(tǒng)，其中如果n是偶數(shù)，則k＝n*0.5；如果n是奇數(shù)，則k＝n*0.5+0.5或k＝n*0.5-0.5。
13.如權(quán)利要求11所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名SIGi采取(Si，C)的形式，包括Si部分和C部分，i＝1，...，n，并且所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的所有數(shù)字簽名共享一個(gè)公共的C部分。
14.如權(quán)利要求13所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名是按如下方法來計(jì)算和驗(yàn)證的選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表所述標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝(r*(r1*r2*...*rn)/ri-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gri，gri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gri)si*(gri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
15.如權(quán)利要求13所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名是按如下方法來計(jì)算和驗(yàn)證的選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表所述標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/(r1*r2*...*ri)-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gr1*r2*...*ri，gr1*r2r...*ri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gr1*r2*...*ri)si*(gr1*r2*...*ri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
16.如權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述射頻識別標(biāo)簽中還存儲了另外m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；所述射頻識別讀取器還向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送另外至少一個(gè)讀取請求，分別請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的至少一個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)；并且所述控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到來自所述射頻識別讀取器的所述另外至少一個(gè)讀取請求時(shí)，在被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
17.一種射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都無法被讀取。
18.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之前，使所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分被讀取。
19.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之后，使所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分被讀取。
20.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述標(biāo)識碼唯一標(biāo)識所述射頻識別標(biāo)簽。
21.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述射頻識別標(biāo)簽被附著到待認(rèn)證的產(chǎn)品上，并且所述標(biāo)識碼包括EPC碼。
22.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是通過對所述標(biāo)識碼加密獲得的。
23.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是通過對所述標(biāo)識碼和其他信息加密獲得的。
24.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分不包括所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分中的數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集包括n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn，所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分是所述n個(gè)數(shù)字簽名中的k個(gè)，并且所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分是所述n個(gè)數(shù)字簽名中的q個(gè)。
26.如權(quán)利要求25所述的射頻識別標(biāo)簽，其中如果n是偶數(shù)，則k＝n*0.5；如果n是奇數(shù)，則k＝n*0.5+0.5或k＝n*0.5-0.5。
27.如權(quán)利要求25所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名SIGi采取(Si，C)的形式，包括Si部分和C部分，i＝1，...，n，并且所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的所有數(shù)字簽名共享一個(gè)公共的C部分。
28.如權(quán)利要求27所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名SIGi是按如下方法來計(jì)算和驗(yàn)證的選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表所述標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/ri-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gri，gri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gri)si*(gri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
29.如權(quán)利要求27所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名SIGi是按如下方法來計(jì)算和驗(yàn)證的如權(quán)利要求25所述的射頻識別標(biāo)簽選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表所述標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/(r1*r2*...*ri)-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gr1*r2*...*ri，gr1*r2*...*ri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gr1*r2*...*ri)si*(gr1*r2*...*ri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
30.如權(quán)利要求17所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述射頻識別標(biāo)簽中還存儲了另外m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，；所述控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到另外至少一個(gè)請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的至少一個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)的讀取請求時(shí)，在被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
31.一種射頻識別方法，包括在射頻識別標(biāo)簽上存儲標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分，其中所述射頻識別標(biāo)簽在接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都無法被讀取。
32.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括在執(zhí)行所述鎖定操作之前，使所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分被所述射頻識別讀取器讀取。
33.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括在執(zhí)行所述鎖定操作之后，使所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分被所述射頻識別讀取器讀取。
34.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，其中所述標(biāo)識碼唯一標(biāo)識所述射頻識別標(biāo)簽。
35.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，其中所述射頻識別標(biāo)簽被附著到待認(rèn)證的產(chǎn)品上，并且所述標(biāo)識碼包括EPC碼。
36.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括對所述標(biāo)識碼加密以獲得所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)。
37.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括對所述標(biāo)識碼和其他信息加密以獲得所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)。
38.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括從所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選取所述第一部分。
39.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分不包括所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分中的數(shù)據(jù)。
40.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括所述射頻識別讀取器根據(jù)從所述射頻識別標(biāo)簽讀取到的所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)的一部分來認(rèn)證所述射頻識別標(biāo)簽。
41.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，其中所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集包括n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn，所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第一部分是所述n個(gè)數(shù)字簽名中的k個(gè)，并且所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分是所述n個(gè)數(shù)字簽名中的q個(gè)。
42.如權(quán)利要求41所述的射頻識別方法，其中如果n是偶數(shù)，則k＝n*0.5；如果n是奇數(shù)，則k＝n*0.5+0.5或k＝n*0.5-0.5。
43.如權(quán)利要求41所述的射頻識別方法，其中所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名SIGi采取(Si，C)的形式，包括Si部分和C部分，i＝1，...，n，并且所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的所有數(shù)字簽名共享一個(gè)公共的C部分。
44.如權(quán)利要求43所述的射頻識別方法，還包括用以下步驟計(jì)算和驗(yàn)證所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表所述標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/ri-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gri，gri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gri)si*(gri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
45.如權(quán)利要求43所述的射頻識別方法，還包括用以下步驟計(jì)算和驗(yàn)證所述n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，....，SIGn中的每個(gè)數(shù)字簽名選擇群G，其階數(shù)為v；選擇所述群G的一個(gè)子群，其階數(shù)是u，并且u≤v；基于所述階數(shù)u選擇n個(gè)私鑰x1，x2，....，xn，其中1＜|xi|＜u，i＝1，...，n；選擇群G的元素g作為生成子；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的n個(gè)整數(shù)r1，r2，...，rn作為指示符，其中0＜|ri|＜u，i＝1，...，n；選擇所述階數(shù)u內(nèi)的整數(shù)r，0＜|r|＜u，并計(jì)算C＝H(M，gr*r1*r2*...*rn)，其中H是安全雜散函數(shù)，M代表所述標(biāo)識碼和其他信息；計(jì)算Si＝r*(r1*r2*...*rn)/(r1*r2*...*ri)-C*xi；將(S1，C)，(S2，C)，...，(Sn，C)作為相同消息M上的n個(gè)數(shù)字簽名SIG1，SIG2，...，SIGn發(fā)布；基于所述私鑰、生成子和指示符計(jì)算公鑰yi＝(gr1*r2*...ri，gr1*r2...*ri*xi)；并且基于公鑰yi，通過計(jì)算C’＝H(M，(gr1*r2*...*ri)si*(gr1*r2*...*ri*xi)C)來驗(yàn)證簽名SIGi＝(Si，C)是否是所述消息M上的有效簽名，如果C’＝C則SIGi是所述消息M上的有效簽名，否則SIGi是無效的。
46.如權(quán)利要求31所述的射頻識別方法，還包括在射頻識別標(biāo)簽中存儲另外m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；所述射頻識別讀取器還向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送另外至少一個(gè)讀取請求，分別請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中至少一個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)；以及所述射頻識別標(biāo)簽在接收到來自所述射頻識別讀取器的所述另外至少一個(gè)讀取請求時(shí)，在被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過所述鎖定操作的情況下，對所述被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述被請求的可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
47.一種射頻識別系統(tǒng)，包括射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器，其向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
48.如權(quán)利要求47所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之前，使所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的被請求的部分被所述射頻識別讀取器讀取。
49.如權(quán)利要求47所述的射頻識別系統(tǒng)，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之后，使所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的被請求的部分被所述射頻識別讀取器讀取。
50.一種射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分?jǐn)?shù)據(jù)的讀取請求時(shí)，在所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
51.如權(quán)利要求50所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之前，使所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的被請求的部分被讀取
52.如權(quán)利要求50所述的射頻識別標(biāo)簽，其中所述控制裝置在執(zhí)行所述鎖定操作之后，使所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的被請求的部分被讀取。
53.一種射頻識別方法，包括在射頻識別標(biāo)簽上存儲標(biāo)識碼以及m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述m個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，其中所述射頻識別標(biāo)簽在接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)無法被讀取。
54.如權(quán)利要求53所述的射頻識別方法，還包括在執(zhí)行所述鎖定操作之前，使所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的被請求的部分被所述射頻識別讀取器讀取。
55.如權(quán)利要求53所述的射頻識別方法，還包括在執(zhí)行所述鎖定操作之后，使所述t個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的每個(gè)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的被請求的部分被所述射頻識別讀取器讀取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻識別系統(tǒng)，包括射頻識別標(biāo)簽，其上存儲了標(biāo)識碼以及可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集；以及射頻識別讀取器，其向所述射頻識別標(biāo)簽發(fā)送讀取請求，請求讀取所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中的第一部分，其中所述射頻識別標(biāo)簽還包括控制裝置，該控制裝置在所述射頻識別標(biāo)簽接收到來自所述射頻識別讀取器的讀取請求時(shí)，在所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集未被執(zhí)行過鎖定操作的情況下，對所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集執(zhí)行所述鎖定操作，使得從此以后所述可驗(yàn)證數(shù)據(jù)集的第二部分中的任何數(shù)據(jù)都無法被讀取。
文檔編號G06K19/073GK1955984SQ20061012756
公開日2007年5月2日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者曾柯, 藤田友之, 薛敏宇 申請人:日電(中國)有限公司