RFID与产品标识技术
RFID器件可做得如米粒大小,同时具有足够的内存来保存密钥、算法及产品拥有信息链。RFID器件装载的信息不需肉眼直接观看,因而可嵌入到几乎任何产品中,包括药瓶、化妆品,或珠宝饰品。
RFID标签本身并不安全,因为其中的产品信息会以无线信号方式向外广播,用售价不到100美元的RFID读写器就可截获产品信息。不过,也有RFID具备安全加密措施,且水平接近加密的微控制器。
口令和加密
最常用的RFID安全措施是口令保护。有些厂家采用几乎不可破解的加密算法来加密口令。这种方法有个问题,就是 口令 (无论加密与否) 要向外广播,可能被轻易截获,然后用于标记假冒产品。制假者复制口令不需要去破解口令。这样用一个加密口令就可造出数百个骗过管理读写器的假冒RFID标 签。
密不外泄的鉴别技术
唯一真正能防止克隆RFID标签的方法是防止标识信息被访问。这可利用称作身份鉴别的加密过程来实现。 在这种鉴别过程中,读写器和/或RFID标签需要验证对方的合法性,即确认对方能解读某种无法破解的约定信息。 RFID标签和读写器都设计了某种秘密且不可访问的信息,用于生成加密询问字串发给对方。在这种鉴别机制中,标签使用这种秘密且不可访问的鉴别密钥和一个 随机数,生成一个加密询问字串发给读写器。合法的读写器要使用自己的秘密鉴别密钥和这个随机数,复制出这个询问字串发给标签。如果标签收到的字串与它自己 生成的一样,就认可读写器的合法身份。这种鉴别被称为询问/响应保护。在双向的询问/响应鉴别机制中,读写器还要重复同样的鉴别过程来确定RFID的合法 身份。只有当双方相互认可对方的身份后,RFID标签才允许对方读取和修改其标识信息。
这种安全方案的关键在于:用于鉴别产品真伪的信息决不离开设备,因而不会被任何人读取。标识信息只用来计算加密询问字串,而询问字串的 鉴别是在对方用自己的秘密信息复制此字串时进行。双方每次交易产生的加密询问字串都不同,因此,用RFID交易过程中截获的字串来克隆产品标识是不行的。 询问字串每次都要改变。
由于在大多数RFID协议中都是由询问方 (标签读写器) 发起通信。RFID标签必须随时准备好询问字串。标签读写器读取这个加密字串,并生成响应字串发给RFID标签去验证。RFID标签每完成一次成功验证 后,都要更新字串(图1),因此一个询问字串绝不会使用两次。制假者由于不能对询问字串进行正确的响应,就不能从设备获得产品标识信息,因而也就无法克隆 产品标识。[pagebreak]
并非所有RFID产品都支持询问/响应鉴别机制,因此,注重安全的工程师应检查RFID标签是否具备此功能。
产品的真正厂家通过管理读写器中的密钥,就能防止制假者读取他们的产品信息,从而防止非法克隆他们的产品标识。带有假标识的克隆产品将被发现是伪造的。
双向询问/响应鉴别与单向询问/响应鉴别相似,只是读写器也要询问RFID标签 (见图2)。这种鉴别机制要求读写器和RFID标签独立保存各自鉴别用的不对称密钥。这种相互鉴别的机制保障了读写器和RFID标签身份的识别。这在合法 读写器需要现场更新合法RFID标签时尤其有用。例如,厂家在对某一移动电子产品 (如智能电话) 的固件升级前,可能需要用读写器 (如固件升级设备) 来确认该产品标签 (产品本身) 的真伪。
附加的数据保护安全功能
双向询问/响应鉴别与单向询问/响应鉴别都能提供有效的防伪解决方案。但这类解决方案本身并不保护 读写器与RFID标签间通信的数据。比如,用窃听装置就可监听整个询问/响应过程,并截获读写器与标签间的交换数据;在某些应用中,甚至还可修改这些数 据,达到侵占的目的。
例如,恶意竞争对手可能故意向某一品牌的消费电子产品固件植入错码,以达到所谓拒绝服务攻击的目的。这种窃听装 置还可将虚假信息植入竞争对手合法的消费产品 (电子或非电子的产品) 中,使其变成“假冒产品”。因此,除了鉴别机制外,更完善的RFID标识安全方案还得有数据保护机制。
大多数RFID标签都可用写入保护功能来锁定其中的数据,从而防止以后被修改。这种方法非常适合纯粹的静态信息标识,如药品,化妆品、服饰等。
在那些必需更新标签内数据的场合,就应当使用对读写器和标签传递的数据进行加密的标签。对读写器和标签传递的数据进行加密,可保证传输数据的机密性。数据机密性对保护秘密或防止“中间人攻击”可能都有用。这种保护机制对那些必需进行现场升级的应用尤其有用。
信息鉴别码
要进一步提高安全水平,还可增加所谓消息鉴别码(MAC);采用这种算法,信息接收方就能确认数据源的身份真伪以 及数据内容的完整性。MAC算法采用的密钥与存储在标签读写器和RFID 标签中,用于相互鉴别的密钥相同。在任何一次信息传递中,只有真正合法的读写器或RFID标签才能发出正确的MAC。数据发送方生成一个MAC随数据一起 发出,数据接收方用自己的密钥复制该MAC,通过比对来验证该MAC。如果该MAC没通过验证,则表明信息源的身份不合法,数据的完整性值得怀疑 (如信息在离开发送源后被修改过),或存在通信错误。数据加密与MAC结合使用,能为现场升级 (电子产品的固件升级)提供强大的数据保护。
选择合适的RFID安全方案
许多RFID标签都具有一定的安全性。为防止假冒产品,RFID标签至少要能在释放标识信息前鉴别读写器身份。在采购RFID防伪方案时应考虑如下两件事情:
RFID标签在允许访问其中存储的标识信息前应鉴别读写器的身份。如果仅需鉴别读写器,选择询问/响应鉴别方案即可;如果需要更新保存在RFID标签内的信息,就得选择双向询问/响应鉴别方案 (相互鉴别),即验证标签是真正合法的,而不是某种想窃取信息的不法密探。
如果标识信息以后不再变更,采用简单的写入保护即可。然而,在有些情况下 (如固件升级),数据源的真伪、数据机密性及完整性很重要,这时所选RFID标签就应当具备数据保护及MAC功能。
RFID技术能阻止产品制假。将合适的鉴别机制与数据保护安全机制结合起来,就可形成完善的产品保护方案。