專利名稱：Rfid標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線射頻識(shí)別(RadioFrequency Identif ication,簡(jiǎn)稱RFID)標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法及系統(tǒng)，屬于產(chǎn)品防偽技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
RFID技術(shù)是從二十世紀(jì)90年代興起的ー項(xiàng)非接觸式自動(dòng)識(shí)別技木。它通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信，同其他識(shí)別技術(shù)相比，具有適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗干擾強(qiáng)、可并行識(shí)別，可重寫等諸有點(diǎn)?，F(xiàn)有的RFID系統(tǒng)主要由兩大組成部分RFID標(biāo)簽(Tag)和閱讀器(Reader)。其中，RFID標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，其中包括加密電路、電可擦除可編程式只讀存儲(chǔ)器((Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,簡(jiǎn)稱EEPROM)、微控制單兀(Micro Control Unit,簡(jiǎn)稱MCU)及射頻發(fā)射天線等。近年來，RFID驅(qū)動(dòng)的防偽技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有利用RFID標(biāo)簽進(jìn)行防偽的方式是制造商將ー個(gè)世界唯一的序列號(hào)同時(shí)存儲(chǔ)到RFID標(biāo)簽和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，再將該RFID標(biāo)簽貼在物品上。當(dāng)客戶需要對(duì)物品進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，通過閱讀器獲取RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)的序列號(hào)，并將該序列號(hào)發(fā)送到認(rèn)證服務(wù)器，由認(rèn)證服務(wù)器在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行查找，如果該序列號(hào)存在，則該物品視為真品否則被視為假貨。由于無線射頻信號(hào)通道開放，攻擊者很容易偷聽到序列號(hào)，并制造偽標(biāo)簽從事造假活動(dòng)。為了進(jìn)ー步提高防偽能力，在RFID標(biāo)簽防偽技術(shù)中還引入了加密技木。其中通過哈希函數(shù)方式獲取RFID標(biāo)簽的數(shù)字簽名的方式最為常見。其主要思想是閱讀器不是直接獲取RFID標(biāo)簽的序列號(hào)，而是獲取與RFID標(biāo)簽的序列號(hào)相關(guān)的數(shù)字簽名。具體過程如下閱讀器發(fā)送帶有隨機(jī)數(shù)的請(qǐng)求給RFID標(biāo)簽；RFID標(biāo)簽在接收到請(qǐng)求后，將隨機(jī)數(shù)和自己存儲(chǔ)的序列號(hào)進(jìn)行湊雜(Hash)計(jì)算，產(chǎn)生ー個(gè)唯一的數(shù)字簽名，返回給閱讀器；閱讀器再將數(shù)字簽名與隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給認(rèn)證服務(wù)器；認(rèn)證服務(wù)器通過搜索數(shù)據(jù)庫中的所有序列號(hào)，并逐個(gè)對(duì)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行湊雜計(jì)算；如果存在ー個(gè)序列號(hào)能夠產(chǎn)生與閱讀器返回相同的數(shù)字簽名，則該RFID標(biāo)簽被成功認(rèn)證，相關(guān)聯(lián)的物品被視為真品；否則認(rèn)證失敗，相關(guān)聯(lián)的物品被視為假貨。現(xiàn)有這種利用RFID標(biāo)簽的防偽技術(shù)雖然簡(jiǎn)單有效、安全可靠，但當(dāng)需要對(duì)ー批物品進(jìn)行批量認(rèn)證時(shí)，存在如下缺陷(I)認(rèn)證速度慢在對(duì)每個(gè)RFID標(biāo)簽進(jìn)行認(rèn)證之前，為防止多個(gè)RFID標(biāo)簽之間的信號(hào)沖突，閱讀器需要進(jìn)行RFID標(biāo)簽識(shí)別(Identification)，即建立閱讀器與每個(gè)RFID標(biāo)簽之間的單獨(dú)會(huì)話(Session)，保證在每個(gè)會(huì)話中只有ー個(gè)RFID標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送數(shù)字簽名?，F(xiàn)有的RFID標(biāo)簽識(shí)別算法可以分為兩類ー種基于幀和時(shí)間片的你好(ALOHA)協(xié)議；另ー種基于ニ進(jìn)制樹(Binary Tree)。這些算法又被稱為反沖突算法(Anti-Collision Algorithms),速度較慢，導(dǎo)致RFID標(biāo)簽識(shí)別過程是ー個(gè)很耗時(shí)的過程。
(2)需要認(rèn)證的數(shù)據(jù)量大現(xiàn)有單個(gè)RFID標(biāo)簽的認(rèn)證過程中通常采用MD5或SHA-I哈希函數(shù)進(jìn)行湊雜計(jì)算。為了提高對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的檢索速度，制造商往往需要在RFID標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)多個(gè)序列號(hào)，從而加速認(rèn)證過程。這種通過增加檢索信息量來提高檢索速度的算法需要RIFD標(biāo)簽一次傳送多個(gè)數(shù)字簽名，每個(gè)數(shù)字簽名為20比特，這大大增加了需要認(rèn)證的數(shù)據(jù)量，降低了閱讀器的認(rèn)證速度。 (3)認(rèn)證服務(wù)器負(fù)載過重由于在進(jìn)行批量認(rèn)證時(shí)有大量的數(shù)字簽名需要認(rèn)證，因此會(huì)引發(fā)認(rèn)證服務(wù)器端的 網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而增大認(rèn)證延遲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法及系統(tǒng)，用以提高批量認(rèn)證的效率。本發(fā)明一方面提供ー種RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法，其中包括閱讀器從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值；所述閱讀器向各個(gè)RFID標(biāo)簽廣播發(fā)送攜帶有所述f值和r值的掃描信號(hào)；當(dāng)收到來自于所述閱讀器的掃描信號(hào)后，所述RFID標(biāo)簽在由自身保存的序列號(hào)k與所述f值和r值確定的時(shí)間片內(nèi)向所述閱讀器發(fā)送響應(yīng)信號(hào)；所述閱讀器將接收到的多個(gè)所述響應(yīng)信號(hào)構(gòu)建為響應(yīng)向量ES，發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器；所述認(rèn)證服務(wù)器對(duì)所述ES中的向量元素ES[i]進(jìn)行逐一探測(cè)，當(dāng)沒有探測(cè)到無效響應(yīng)信號(hào)時(shí)，認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。本發(fā)明另一方面提供ー種RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證系統(tǒng)，其中包括閱讀器、多個(gè)RFID標(biāo)簽和認(rèn)證服務(wù)器，其中所述閱讀器包括獲取模塊，用于從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值；掃描模塊，用于向各個(gè)RFID標(biāo)簽廣播發(fā)送攜帯有所述f值和r值的掃描信號(hào)；構(gòu)建模塊，用于將接收到的來自于多個(gè)RFID標(biāo)簽的響應(yīng)信號(hào)構(gòu)建為響應(yīng)向量ES，發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器；所述RFID標(biāo)簽用于當(dāng)收到來自于所述閱讀器的掃描信號(hào)后，在由自身保存的序列號(hào)k與所述f值和r值確定的時(shí)間片內(nèi)向所述閱讀器發(fā)送響應(yīng)信號(hào)；所述認(rèn)證服務(wù)器包括探測(cè)模塊，用于對(duì)所述ES中的向量元素ES[i]進(jìn)行逐一探測(cè)，當(dāng)沒有探測(cè)到無效響應(yīng)信號(hào)時(shí)，認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證，與傳統(tǒng)的逐個(gè)標(biāo)簽單認(rèn)證的技術(shù)相比，無需進(jìn)行標(biāo)簽識(shí)別，即具有免識(shí)別特性，并且驗(yàn)證數(shù)據(jù)量少，通信數(shù)據(jù)量少，服務(wù)器負(fù)載輕，認(rèn)證速度快、效率高。


圖I為本發(fā)明所述RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法實(shí)施例的流程圖；圖2為本發(fā)明所述兩種響應(yīng)向量的舉例示意圖；圖3為圖I所示步驟100中提到的對(duì)方程式進(jìn)行折半求解的流程圖；圖4為圖I所示步驟300的具體流程圖5為多個(gè)閱讀器的覆蓋區(qū)域發(fā)生重疊的示意圖；圖6為本發(fā)明所述RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6所示閱讀器10的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖6所示認(rèn)證服務(wù)器30的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖6所示RFID標(biāo)簽20的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

圖I為本發(fā)明所述RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法實(shí)施例的流程圖，如圖所示,包括如下步驟步驟100，閱讀器從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值。具體地，可以先由閱讀器向認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送攜帯有容忍度(Tolerance) ε值、置信度(Confidence) δ值和待認(rèn)證的RFID標(biāo)簽的數(shù)目η值的認(rèn)證請(qǐng)求；然后由所述認(rèn)證服務(wù)器根據(jù)所述認(rèn)證請(qǐng)求中的ε值、δ值和η值計(jì)算幀長f值，并生成隨機(jī)數(shù)r值，返回給所述閱讀器。其中，容忍度是指用戶可容忍的無效RFID標(biāo)簽的數(shù)目最大值占數(shù)目η值的比例，用ε表示，取值范圍為[1/η，1];置信度是指本實(shí)施例所述方法能夠保證未檢出的無效RFID標(biāo)簽的比例小于容忍度ε的概率，用δ表示，取值范圍為
。這些參數(shù)均由用戶根據(jù)需要進(jìn)行人為設(shè)置。上述η值也可以從進(jìn)貨數(shù)據(jù)單中自動(dòng)查詢得到，r值可以由偽隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)產(chǎn)生。具體地，可以通過求解方程式P(N，n，f，ε) = δ得到所述f值，其中，N表示所述認(rèn)證服務(wù)器中保存的全部序列號(hào)的數(shù)目，
權(quán)利要求
1.ー種RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法，其特征在于，包括 閱讀器從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值； 所述閱讀器向各個(gè)RFID標(biāo)簽廣播發(fā)送攜帯有所述f值和r值的掃描信號(hào)； 當(dāng)收到來自于所述閱讀器的掃描信號(hào)后，所述RFID標(biāo)簽在由自身保存的序列號(hào)k與所述f值和!·值確定的時(shí)間片內(nèi)向所述閱讀器發(fā)送響應(yīng)信號(hào)； 所述閱讀器將接收到的多個(gè)所述響應(yīng)信號(hào)構(gòu)建為響應(yīng)向量ES，發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器； 所述認(rèn)證服務(wù)器對(duì)所述ES中的向量元素ES [i]進(jìn)行逐一探測(cè)，當(dāng)沒有探測(cè)到無效響應(yīng)信號(hào)時(shí)，認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述閱讀器從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值包括 閱讀器向認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送攜帯有容忍度ε值、置信度δ值和待認(rèn)證的RFID標(biāo)簽的數(shù)目η值的認(rèn)證請(qǐng)求； 所述認(rèn)證服務(wù)器根據(jù)所述認(rèn)證請(qǐng)求中的ε值、δ值和η值計(jì)算幀長f值，并生成隨機(jī)數(shù)r值，返回給所述閱讀器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述認(rèn)證服務(wù)器計(jì)算所述f值包括求解方程式P(N，n，f，O = δ得到所述f值，其中，N表示所述認(rèn)證服務(wù)器中保存的全部序列號(hào)的數(shù)目，
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽發(fā)送所述響應(yīng)信號(hào)包括 所述RFID標(biāo)簽分別使用自身保存的序列號(hào)k對(duì)接收到的所述r值進(jìn)行湊雜運(yùn)算得到湊雜結(jié)果值； 使用所述湊雜結(jié)果值對(duì)所述f值進(jìn)行取模運(yùn)算得到取模結(jié)果值； 將所述取模結(jié)果值作為時(shí)間片計(jì)數(shù)值保存在自身的時(shí)間片計(jì)數(shù)器中； 當(dāng)接收到所述掃描信號(hào)的所述RFID標(biāo)簽判斷出自身保存的時(shí)間片計(jì)數(shù)值等于所述掃描信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間片編號(hào)時(shí)，向所述閱讀器發(fā)送所述響應(yīng)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述認(rèn)證服務(wù)器對(duì)所述ES中的向量元素ES[i]進(jìn)行逐一探測(cè)包括 當(dāng)ES[i] = O時(shí)，對(duì)ES[i+l]進(jìn)行探測(cè)； 當(dāng)ES[i] = I時(shí)，所述認(rèn)證服務(wù)器在自身保存的全部N個(gè)序列號(hào)查找序列號(hào)子集K ={k|hf(k, r) = i},若|K| = O,則認(rèn)證失敗,否則對(duì)ES [i+1]進(jìn)行探測(cè)； 當(dāng)ES[i] = X時(shí)，所述認(rèn)證服務(wù)器在自身保存的全部N個(gè)序列號(hào)查找序列號(hào)子集K ={k|hf(k, r) = i},若|K| < 2,則認(rèn)證失敗,否則對(duì)ES [i+1]進(jìn)行探測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述認(rèn)證服務(wù)器對(duì)所述ES中的向量元素ES[i]進(jìn)行逐一探測(cè)包括 所述認(rèn)證服務(wù)器將來自于多個(gè)閱讀器的ES進(jìn)行或運(yùn)算，得到合并響應(yīng)向量；對(duì)所述合并響應(yīng)向量中的向量元素進(jìn)行逐一探測(cè)。
7.ー種RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于包括閱讀器、多個(gè)RFID標(biāo)簽和認(rèn)證服務(wù)器，其中 所述閱讀器包括 獲取模塊，用于從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值； 掃描模塊，用于向各個(gè)RFID標(biāo)簽廣播發(fā)送攜帯有所述f值和r值的掃描信號(hào)； 構(gòu)建模塊，用于將接收到的來自于多個(gè)RFID標(biāo)簽的響應(yīng)信號(hào)構(gòu)建為響應(yīng)向量ES，發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器； 所述RFID標(biāo)簽用于當(dāng)收到來自于所述閱讀器的掃描信號(hào)后，在由自身保存的序列號(hào)k與所述f值和r值確定的時(shí)間片內(nèi)向所述閱讀器發(fā)送響應(yīng)信號(hào)； 所述認(rèn)證服務(wù)器包括探測(cè)模塊，用于對(duì)所述ES中的向量元素ES[i]進(jìn)行逐一探測(cè)，當(dāng)沒有探測(cè)到無效響應(yīng)信號(hào)吋，認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述獲取模塊用于向認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送攜帶有容忍度ε值、置信度δ值和待認(rèn)證的RFID標(biāo)簽的數(shù)目η值的認(rèn)證請(qǐng)求； 所述認(rèn)證服務(wù)器還包括計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述認(rèn)證請(qǐng)求中的ε值、δ值和η值計(jì)算幀長f值；以及隨機(jī)模塊，用于生成隨機(jī)數(shù)r值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算模塊用于求解方程式P(N，n, f，O= δ得到所述f值，其中，N表示所述認(rèn)證服務(wù)器中保存的全部序列號(hào)的數(shù)目，
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽包括 湊雜模塊，用于分別使用自身保存的序列號(hào)k對(duì)接收到的所述r值進(jìn)行湊雜運(yùn)算得到湊雜結(jié)果值； 取模模塊，用于使用所述湊雜結(jié)果值對(duì)所述f值進(jìn)行取模運(yùn)算得到取模結(jié)果值； 計(jì)數(shù)模塊，用于將所述取模結(jié)果值作為時(shí)間片計(jì)數(shù)值保存在自身的時(shí)間片計(jì)數(shù)器中；響應(yīng)模塊，用于當(dāng)接收到所述掃描信號(hào)的所述RFID標(biāo)簽判斷出自身保存的時(shí)間片計(jì)數(shù)值等于所述掃描信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間片編號(hào)時(shí)，向所述閱讀器發(fā)送所述響應(yīng)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認(rèn)證服務(wù)器還包括 或運(yùn)算模塊，用于將來自于多個(gè)閱讀器的ES進(jìn)行或運(yùn)算，得到合并響應(yīng)向量； 所述探測(cè)模塊還用于對(duì)所述合并響應(yīng)向量中的向量元素進(jìn)行逐一探測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證方法及系統(tǒng)。其中方法包括閱讀器從認(rèn)證服務(wù)器獲取幀長f值和隨機(jī)數(shù)r值；所述閱讀器向各個(gè)RFID標(biāo)簽廣播發(fā)送攜帶有所述f值和r值的掃描信號(hào)；當(dāng)收到來自于所述閱讀器的掃描信號(hào)后，所述RFID標(biāo)簽在由自身保存的序列號(hào)k與所述f值和r值確定的時(shí)間片內(nèi)向所述閱讀器發(fā)送響應(yīng)信號(hào)。所述閱讀器將接收到的多個(gè)所述響應(yīng)信號(hào)構(gòu)建為響應(yīng)向量ES，發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器；所述認(rèn)證服務(wù)器對(duì)所述ES中的向量元素ES[i]進(jìn)行逐一探測(cè)，當(dāng)沒有探測(cè)到無效響應(yīng)信號(hào)時(shí)，認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量RFID標(biāo)簽的批量認(rèn)證，認(rèn)證速度快、效率高。
文檔編號(hào)G06K7/00GK102646183SQ201210074989
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者楊磊 申請(qǐng)人:無錫儒安科技有限公司