基于RFID的圖書館安全認(rèn)證協(xié)議設(shè)計(jì)

　　保密性和鑒別性也將作為本文分析PA-Lock協(xié)議安全性能的兩個(gè)指標(biāo)，將在第5部分詳細(xì)討論。

4 PA-Lock協(xié)議描述

　　在PA-Lock協(xié)議中，RFID標(biāo)簽具有一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，具有hash計(jì)算及數(shù)值大小比較能力，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括四部分：(1)標(biāo)簽ID，此lD具有全球唯一性；(2)書目信息，包括圖書條碼號(hào)(圖書的唯一識(shí)別)、書名、架位號(hào)等；(3)圖書館RFID系統(tǒng)的共享密鑰k；(4)圖書狀態(tài)鎖bit(0表示在館狀態(tài)、1表示借出狀態(tài))，在圖書典藏時(shí)設(shè)置bit值為0。RFID讀寫器具有一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，能執(zhí)行hash計(jì)算，能轉(zhuǎn)發(fā)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫和標(biāo)簽之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。RFID后臺(tái)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)著標(biāo)簽ID與圖書條碼號(hào)之間的關(guān)聯(lián)信息，能執(zhí)行hash計(jì)算、快速查找等能力。在該協(xié)議中，當(dāng)狀態(tài)鎖為0時(shí)，采用不需保密與鑒別的方式通信：當(dāng)狀態(tài)鎖為1時(shí)，通過先對(duì)私密信息進(jìn)行hash加密然后再傳輸?shù)拇胧?shí)現(xiàn)保密功能，讀寫器通過共享密鑰k來鑒別標(biāo)簽，標(biāo)簽通過圖書的條碼號(hào)來鑒別讀寫器，從而實(shí)現(xiàn)讀寫器與標(biāo)簽的雙向相互鑒別。PA—Lock協(xié)議中使用的參數(shù)如表1所示。

　　下面，按照圖書館RFID系統(tǒng)的三種應(yīng)用場(chǎng)景來對(duì)PA-Lock協(xié)議做詳細(xì)的描述，三種應(yīng)用場(chǎng)景分別是：排架、外借和自動(dòng)還書。

　　4．1排架

　　由于排架工作發(fā)生在圖書館預(yù)覽室內(nèi)部，有理由假設(shè)此時(shí)的通信是安全的，因此可以設(shè)計(jì)不需保密鑒別的認(rèn)證協(xié)議，這樣有利于提高通信效率。協(xié)議的執(zhí)行過程如圖2所示。

　　執(zhí)行步驟說明如下：

　　1、Tag讀寫器向Tag發(fā)送Query認(rèn)證請(qǐng)求：

　　2、如果bit值為0，Tag將標(biāo)簽ID、圖書名、書架號(hào)發(fā)送給Tag讀寫器。

　　4．2借書

借書場(chǎng)景的認(rèn)證協(xié)議的前兩步與排架場(chǎng)景認(rèn)證協(xié)議相同。在借書的過程中，管理系統(tǒng)需要做借書操作，此外，標(biāo)簽還要把其狀態(tài)位bit設(shè)置為1，以表示圖書處于借出狀態(tài)。該協(xié)議通過由讀寫器給標(biāo)簽發(fā)送圖書的條碼號(hào)(barcode lD)作為驗(yàn)證信物，驅(qū)使標(biāo)簽修改狀態(tài)位的值。協(xié)議執(zhí)行過程如圖3所示。