1.一种针对多所有者rfid标签的认证方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)信息初始化:
(1a)将标签的身份标识tid和标签密钥kg进行级联,使用哈希运算进行加密后记作原始第二消息m′2,存储到后端数据库中;将每个阅读器的身份标识ridi以及对应的子密钥也存储在后端数据库中,其中i=1,2,...,n,n表示阅读器的总数;
(1b)将每个阅读器的身份标识ridi、每个阅读器与标签之间的共享密钥分别存储到对应的阅读器中;
(1c)将标签身份标识tid、标签密钥kg、每个阅读器与标签之间的共享密钥、阅读器的身份标识ridi和伪随机数生成器存储在标签中;
(2)阅读器向标签发送身份信息:
t个阅读器将自身的身份标识利用哈希函数加密发送给标签,其中1≤t≤n;
(3)标签根据收到信息判断阅读器的子密钥权重和是否达到阈值:
(3a)标签收到t个阅读器的身份标识后,计算t个阅读器的子密钥权重和s;
(3b)基于拉格朗日公式的(w,k)门限秘密共享门限,判断s是否达到阈值k;其中w表示所有者的权重总和,阈值k在(0,w]范围内选取;如果s达到了阈值k,继续步骤(4);否则认证失败,执行步骤(13);
(4)标签向后端数据库发送认证消息:
(4a)电子标签使用伪随机数生成器生成伪随机数r;
(4b)将伪随机数r和n个阅读器的身份标识进行级联,对级联结果进行哈希加密,得到第一消息m1;
(4c)对发送认证消息的标签,级联其身份标识tid和密钥kg,并对级联结果进行哈希加密,得到第二消息m2;
(4d)将伪随机数r与第二消息m2进行级联,将级联结果进行哈希加密,得到第三消息m3;
(4e)标签将伪随机数r、第一消息m1和第三消息m3一起发给后端数据库;
(5)后端数据库认证标签:
(5a)后端数据库收到标签的信息后,利用伪随机数r和自身所存储的原始第二信息m2′进行级联,将级联结果进行哈希计算,得到原始第三消息m3′;
(5b)比较第三消息m3和原始第三消息m3′是否一致,若一致,后端数据库认证标签成功,继续步骤(6);否则认证失败,执行步骤(13)。
(6)后端数据库将子密钥发送给标签:
(6a)后端数据库向t个阅读器发送其对应的子密钥;
(6b)t个阅读器分别使用自身与标签的共享秘钥加密子密钥,并将其发送给标签;
(7)标签恢复密钥:
(7a)标签收到信息,利用共享秘钥解出子密钥;
(7b)标签根据子密钥得到恢复后密钥kg′;
(8)标签认证后端数据库:
判断恢复后密钥kg′和标签内所储存的标签密钥kg是否一致,若一致,标签认证后端数据库,继续步骤(9);否则认证失败,执行步骤(13);
(9)标签更新密钥:
(9a)标签使用伪随机数生成器生成伪随机数r1;
(9b)将伪随机数r1和标签密钥kg进行级联,进行哈希计算,得到新密钥kg″;
(10)标签重新分发新子密钥:
(10a)标签根据新密钥kg″得到新子密钥,再根据n个阅读器的权重重新分配新子密钥;
(10b)利用阅读器和标签的共享秘钥将新子密钥加密,并分别发送给相应的阅读器;
(10c)阅读器根据共享秘钥解密新子密钥,并将新子密钥发送给后端数据库;
(11)数据库更新消息:
(11a)将新密钥kg″和标签身份标识tid级联,对级联结果进行哈希加密,得到第四消息m4;
(11b)后端数据库将自身所存储的原始第二消息m′2更新为第四消息m4;
(12)协议认证成功;
(13)终止协议。
2.根据权利要求1所述的针对多所有者rfid标签的认证方法,其特征在于:步骤(3)中所述拉格朗日公式的(w,k)秘密共享门限,其核心是指多个所有者的权重不等且权重总和为w时,只有当参与恢复密钥的所有者权重之和等于或者大于阈值k时,才可恢复出密钥。
3.根据权利要求1所述的针对多所有者rfid标签的认证方法,其特征在于:步骤(7b)中标签根据子密钥得到恢复后密钥kg′以及步骤(10a)中标签根据新密钥kg″得到新子密钥,均通过拉格朗日公式计算得到,该公式具体如下:
标签随机生成一个大素数p,令密钥kg=f(0)=a0∈gf(p),同时在有限域gf(p)随机选取aq∈gf(p),q=1,2,…,k-1作为多项式的系数,共同生成一个k-1次多项式,即拉格朗日公式:
其中,modp表示对f(x)进行取模运算。
4.根据权利要求3所述的针对多所有者rfid标签的认证方法,其特征在于:步骤(7b)中标签根据子密钥得到的恢复后密钥kg′具体如下:
其中,xl表示参与恢复密钥的第一子密钥,1≤l≤k,xg表示参与恢复密钥的第二子密钥,且g≠l。
5.根据权利要求3所述的针对多所有者rfid标签的认证方法,其特征在于:步骤(10)标签重新分发新子密钥,具体按照如下步骤进行:
(10.1)按照每个标签所有者的权重来分发新子密钥,设n个标签所有者所持有的权重分别为w1,w2,…,wn,权重总和为
sij=f(xij)(modp)
其中,xij为公开信息,且xij=(i-1)m+j,其中1≤i≤n,1≤j≤wi;wi表示第i个所有者拥有的子密钥权重;j表示第i个所有者的第j个子密钥;m为标签所有者的权重上限;
(10.2)通过共享密钥加密新子密钥后,将其分发给各个阅读器,即每一个所有者均可获得wi份子密钥。