基于RFID 技術(shù)的無線Key 模型

　　無線Key 由用戶隨身攜帶，其硬件構(gòu)成如上圖所示。其中ROM 單元存放的是標(biāo)簽的ID 號。COS 即芯片操作系統(tǒng)，是無線Key 的核心，它主要實(shí)現(xiàn)控制無線Key 和外界的信息交 換，管理存儲器單元并在無線Key 內(nèi)部完成各種命令的處理等功能。 無線 Key 的認(rèn)證過程主要分為兩個(gè)步驟：第一步：利用RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與讀卡器之 間的雙向認(rèn)證；第二步：在標(biāo)簽與讀卡器進(jìn)行雙向認(rèn)證無誤后，用戶機(jī)終端提示用戶輸入 PIN 碼，進(jìn)行主機(jī)對用戶身份的認(rèn)證。

　　3.2 協(xié)議設(shè)計(jì)

　　這里，假設(shè)讀卡器和用戶機(jī)終端數(shù)據(jù)庫的通信是在一條安全可靠的有連接信道上進(jìn)行而讀卡器和無線Key 之間的通信是不安全的。并且在用戶機(jī)終端和無線Key 的RAM 中已 經(jīng)存儲了讀卡器和無線Key 雙方的證書。協(xié)議描述過程（6）（7）如下：

　?、女?dāng)帶有標(biāo)簽的無線 Key 進(jìn)入到讀卡器的作用范圍內(nèi)時(shí)，讀卡器會向應(yīng)答器發(fā)送請求。 ⑵應(yīng)答器產(chǎn)生響應(yīng)，并由無線Key 的COS 執(zhí)行一系列操作：先由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) R1 并存儲到RAM 單元，然后取出RAM 單元中存儲的讀卡器的證書Certreader，在加/解密邏 輯單元中利用讀卡器證書里的公鑰KUB 對隨機(jī)數(shù)R1 進(jìn)行加密。最后通過應(yīng)答器再發(fā)送給讀 卡器，如圖2 所示：

　　圖2 應(yīng)答器響應(yīng)并利用KUB 發(fā)送R1

　　⑶讀卡器射頻接口接收到信號后，讀卡器的控制單元先從用戶機(jī)終端取得自己的證書，再由 加解密部件進(jìn)行解密獲得R1，接著調(diào)用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(RNG)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)R2 并存儲到用 戶機(jī)終端的RAM 中，然后再從用戶機(jī)終端取得無線Key 的證書CertKey，在加/解密邏輯單 元中執(zhí)行以下操作：首先利用自己的私鑰KRB 對R1、R2 進(jìn)行簽名，再利用無線Key 的公鑰 KUA 對上一步的結(jié)果進(jìn)行加密得到數(shù)據(jù)Token1，即：Token1= EKUA(DKRB(R2|| R1))。最后讀 卡器通過射頻接口將Token1 發(fā)送給無線Key 端，如圖3 所示。

　　圖3 發(fā)送Token1 給無線Key

　　⑷應(yīng)答器收到后，COS 從RAM 單元中取出讀卡器和無線Key 的證書，交由加解密邏輯單 元完成解密和驗(yàn)證讀卡器的過程：首先用無線Key 的私鑰KRA 進(jìn)行解密，接著利用讀卡器 的公鑰KUB 進(jìn)行驗(yàn)證，得到R1 和R2 并存儲R2，將通過解密得到的R1 與第⑵步中存儲的 R1 進(jìn)行比較看是否一致。如果沒有改變，則進(jìn)行下步操作。否則標(biāo)簽進(jìn)入休眠狀態(tài)。 ⑸無線 Key 端的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生另一隨機(jī)數(shù)R3 并存儲，同時(shí)從ROM 中取得標(biāo)簽的ID 號， 利用讀卡器和無線Key 的證書，將R2、R3 和ID 號交由加/解密邏輯單元進(jìn)行加密和簽名操 作得到數(shù)據(jù)Token2，即：Token2 = DKRA(EKUB(R3|| R2||ID))。完成后應(yīng)答器將Token2 發(fā)送 給讀卡器，如圖4 所示。

　　圖4 無線Key 發(fā)送Token2 給讀卡器

　?、首x卡器接收后，從用戶機(jī)終端取得讀卡器和無線 Key 的證書，在加解密邏輯單元中完成 驗(yàn)證標(biāo)簽和得到標(biāo)簽ID 號的過程：首先用無線Key 的公鑰KUA 進(jìn)行驗(yàn)證，再利用自己的 私鑰KRB 解密得到隨機(jī)數(shù)R2、R3 和ID 號碼。將得到的R2 和ID 號與存儲在用戶機(jī)終端RAM 中的R2 和ID 號進(jìn)行比較，如果一致標(biāo)簽得到驗(yàn)證。讀卡器再將得到的R3 利用自己的私鑰 進(jìn)行簽名后發(fā)送給無線Key，以便無線Key 接收后確認(rèn)讀卡器已收到自己的ID 號。