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物联网安全——感知层安全江苏科技大学PPT模板：素材：背景：图表：下载：教程：资料下载：范文下载：试卷下载：教案下载：论坛：课件：语文课件：数学课件：英语课件：美术课件：科学课件：物理课件：化学课件：生物课件：地理课件：历史课件：目录一、RFID安全密码协议二、轻量级密码算法1RFID安全密码协议RFID安全问题75%通信安全主要有假冒攻击、重传攻击等。通常解决假冒攻击问题的主要途径是执行认证协议和数据加密，而通过不断更新数据的方法可以解决重传攻击。50%“中间人”攻击攻击者将一个设备秘密地放置在合法的RFID标签和读写器之间。该设备可以拦截甚至修改合法标签与读写器之间发射的无线电信号。25%物理破坏主要是指针对RFID设备的破坏和攻击。攻击者一般会毁坏附在物品上的标签，或使用一些屏蔽措施如“法拉第笼”使RFID的标签失效。85%隐私问题隐私问题主要是指跟踪（Tracking）定位问题，即攻击者通过标签的响应信息来追踪定位标签。安全结构物联网信息安全网络层安全感知层安全应用层安全RFID安全协议轻量级密码算法RFID安全密码协议50%80%30%65%Hash-Lock协议分布式RFID询问应答认证协议Hash链协议David的数字图书馆RFID协议Hash-Lock协议Hash-Lock协议工作原理：为了防止数据信息泄露和被追踪，Sarma等人提出了基于不可逆hash函数加密的安全协议hash-lock。RFID系统中的电子标签内存储了两个标签ID，metaID与真实标签ID，metaID与真实ID一一对应，由hash函数计算标签的密钥key而来，即metaID=hash（key），后台应用系统中的数据库也对应存储了标签的（metaID、真实ID、key）。当阅读器向标签发送认证请求时，标签先用metaID代替真实ID发送给阅读器，然后标签进入锁定状态，当阅读器收到metaID后发送给后台应用系统，后台应用系统查找相应的key和真实ID最后返还给标签，标签将接收到key值进行hash函数取值，然后与自身存储的meta值是否一致。如果一致标签就将真实ID发送给阅读器开始认证，如果不一致认证失败。Hash-Lock协议随机化的Hash-Lock协议工作原理：由于Hash-Lock协议的缺陷导致其没有达到预想的安全目标，所以Weiss等人对Hash-Lock协议进行了改进，提出了基于随机数的询问-应答方式。电子标签内存储了标签ID与一个随机数产生程序，电子标签接到阅读器的认证请求后将（hash（IDi||R）,R）一起发给阅读器，R由随机数程序生成。在收到电子发送过来的数据后阅读器请求获得数据库所有的标签IDj（1=j=n）,阅读器计算是否有一个IDj满足hash（IDj||R）=hash（IDi||R），如果有将IDj发给电子标签，电子标签收到IDj与自身存储的IDi进行对比做出判断。Hash链协议Hash链协议工作原理：由于以上两种协议的不安全性，okubo等人又提出了基于密钥共享的询问一应答安全协议-Hash链协议，该协议具有完美的前向安全性。与上两个协议不同的是该协议通过两个hash函数H与G来实现，H的作用是更新密钥和产生秘密值链，G用来产生响应。每次认证时，标签会自动更新密钥；并且电子标签和后台应用系统预想共享一个初始密钥。Hash链协议基于Hash的ID变化协议工作原理：Hash的ID变化协议的原理跟Hash链协议有相似的地方，每次认证时RFID系统利用随机数生成程序生成一个随机数R对电子标签ID进行动态的更新，并且对TID（最后一次回话号）和LST（最后一次成功的回话号）的信息进行更新,该协议可以抗重放攻击。David的数字图书馆RFID协议David的数字图书馆RFID协议工作原理：David的数字图书馆RFID协议是由David等人提出基于预共享秘密的伪随机数来实现的，是一个双向认证协议。在RFID系统应用之前，电子标签和后台应用系统需要预先共享一个秘密值k。分布式RFID询问-应答认证协议分布式RFID询问-应答认证协议工作原理：该协议是Rhee等人基于分布式数据库环境提出的询问-应答的双向认证RFID系统协议。2轻量级密码算法社会背景Sales,1stQtr,4.2,31%Sales,2ndQtr,3.2,24%Sales,3ndQtr,2.5,18%Sales,3ndQtr,3.6,27%28%21%17%25%若不加以管理，企业和政府可以轻易地获取使用者的各项信息。隐私泄露严重物联网是未来的发展趋势，而RFID正是实现物联网的关键手段，其安全问题必须被重视。发展趋势RFID多用无线传输，其空间通信的特征使得它易被截取，篡改和攻击。安全系数低RFID技术近些年来迅猛发展，已经广泛应用于各项领域。使用范围广泛LED是一种具有SPN结构的迭代型分组密码算法，分组长度为64bit，密钥长度分别为64bit或128bit．根据密钥长度的不同，加密过程对应的轮数分别为32轮和48轮，表示为LED一64和LED一128。LED协议一种基于广义逆矩阵的RFID安全认证协议。符合Gen2标准，采用了硬件复杂度较低的CRC校验和PRNG函数及运算量较小的矩阵运算。LAP协议Hummingbird一2就是应运而生的一种超低功耗加密算法。Hummingbird一2算法是受著名加密Engima机的启发而发明来。Hummingbird-2是目前通用的RFID超高频通信协议，多用于物流、生产管理和供应链管理。该协议工作频率为860MHz一960MHz，超高频频段。该协议来源于EPCglobalClass1Gen一2协议。IS018000-6C对策——轻量级加密算法轻量级密码算法——LEDLED优点：它的软硬件执行效率更高；适应环境能力更强；缺点：LED算法的安全性研究仅限于传统密码分析，无法做到抗差分故障攻击。LED算法的加密过程(1)AddRoundkey(子密钥加变换)．中间状态与子密钥进行异或(2)AddConstants(常数相加变换)．中间状态与常数相加(3)SubCells(信元代替变换)．将中间状态中的每4bit通过S盒非线性地变换为另外一个半字节(4)ShiftRows(行移位变换)．对一个状态的每一行循环不同的位移量．第零行移位保持不变，第1行循环左移4bit，第2行循环左移8bit，第3行循环左移12bit(5)MixColumnsSerial(列混合变换)．对一个状态逐列进行变换，通过与矩阵相乘实现轻量级密码算法——LAPLAP轻量级密码算法——Hummingbird-2Hummingbird-2算法起源轻量级密码算法——Hummingbird-2Hummingbird-2安全性保证(1)内部寄存器设计Hummingbird一2算法是轻量级的算法，但是仍保留了很高的安全性。内部存储器的位数为128位。在Hummingbird．2中，密钥是一个常数，因此我们说，256位的状态存储器中只有128位是与受加密影响的。(2)S—Box设计S—Box的选择是基于详细的调研，最后选择了一种最佳的S—Box[37]。S—Box的选择是在做了161种可能的置换后做出的选择。(3)抵抗差分功耗分析Hummingbird一2的是设计成抵抗差分功耗分析的。通过对初始化和加密过程进行分析，被证明Hummingbird—2能够抵抗中的差分功耗分析。(4)抵抗线性分析Hummingbird一2是能够抵抗一般的线性分析的。(5)抵抗选定IV攻击。轻量级密码算法——IS018000-6CIS018000-6C实现过程(1)上电复位以后，标签置于Ready状态。读写器发送inventory，如果没有发生碰撞则进入Reply状态，同时返回一个16位的随机码。(2)读写器收到这个随机码以后发送包含该随机码的ACK指令。标签状态改变，变成Acknowledged并发送EPC码给读写器。(3)标签和读写器进入到Access状态。THANKYOU