专利名称：超高频rfid安全保密模块的制作方法
技术领域：
本实用新型用于实现在射频识别(RFID)超高频(UHF)领域中的信息安全，属于 RFID技术和信息安全技术的交叉领域。本实用新型可对RFID电子标签中数据信息进行加 密解密，从而实现标签数据的安全。
背景技术：
射频识别(RadioFrequency Identification, RFID)技术，是一种利用射频通信 实现的非接触式自动识别技术(以下通称RFID技术)。RFID标签具有体积小、容量大、寿 命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长 期跟踪管理。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共 享。RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成 本。随着相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国 民经济新的增长点。因此，研究RFID技术，发展RFID产业对提升社会信息化水平、促进经 济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响，具有战 略性的重大意义。为了提升人民的生活质量，构建和谐社会，中国在公共安全领域迫切需要通过应 用RFID技术加强管理，具体方向包括电子证照、门禁管理、防伪安全、医药卫生、食品安全、 危险品管理、煤矿安全、动物标识(涉及公共卫生安全)等。近几年来，由于射频自动识别标准的不断完善、应用成本的下降以及各国政府和 各大企业的大力推广，RFID的应用呈现出快速增长的局面。有机构预测，未来几年，全球开 放的市场将为RFID带来巨大的商机，到2009年，全球RFID市场规模将猛增到100亿美元， 广泛应用于门禁控制、资产管理、供应链管理、交通运输、运动和医疗卫生等领域。2008年的北京奥运会门票就采用了 RFID技术实现对参会人员的管理，2010年上 海世博会门票也将采用RFID技术。目前，在我国众多城市使用的“公交卡”，很多都内置了 RFID芯片，我国数以亿计的居民身份证内也被植入RFID芯片。在物流领域，以RFID为核心 的集装箱自动识别系统已经逐渐成为主流，在国外RFID仓储、配送等物流环节更是得到了 成功应用。在交通领域，我国铁路部门凭借RFID技术已经实现在全国统一调度车辆，减少 了管理层次，提高了管理效率。而在我国消防器材管理、煤炭安全管理、城市公共设施管理、 医疗管理、农产品管理等方面，RFID也开始尝试应用推广。“目前国际上UHF标签开始规模生产，由于其具有可远距离识别和低成本的优势， 有望在未来五年内成为主流”(引自2006年6月《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》)。 但是，无源UHF频段的RFID电子标签因遵循IS018000标准，可能造成任何兼容读写器都能 对电子标签数据进行读写操作而产生标签内存信息的安全问题。因此无源UHF频段的RFID 电子标签的数据安全性问题是限制其发展和应用的主要原因之一。因此本实用新型提出一 种能够保障IS018000协议中数据安全的模块，以解决该问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于解决因遵循IS018000标准，可能造成任何 兼容读写器都能对标签数据进行读写操作而产生的标签内存信息的安全防护问题。主要用 于RFID系统在车辆领域的应用，也可应用于特殊物品监管等领域，如物资管理。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现超高频RFID安全保密模块，其特征在于，它包括安全保密模块和超高频读写器， 所述安全保密模块一端与所述超高频读写器相连接，所述安全保密模块的另一端与操作工 作站相连接，所述超高频RFID安全保密模块通过椭圆算法对RFID电子标签内的数据进行 加密和解密及签名和验证。在本实用新型的一个实施例中，所述安全保密模块的物理形态为基于硬件平台并 集成ECC算法的硬件系统。本实用新型包含以下内容(1) “超高频RFID安全保密模块”工作原理设计(2)基于硬件系统的“超高频RFID安全保密模块”写卡和读卡的工作流程本实用新型专利中，RFID标签与RFID读写装置之间以射频微波的方式通讯。RFID 读写装置与“超高频RFID安全保密模块”相连，“超高频RFID安全保密模块”以椭圆算法 (ECC算法)对RFID电子标签数据进行加密和解密及签名和验证，其过程由数据写入和数据 读取两个相对独立的过程组成。数据写入RFID读写装置读取IS018000标准唯一标识号(Unique identifier-UID)。“超高频RFID安全保密模块”根据IS018000标准唯一标识号和需要加 密写入的数据用椭圆加密算法(ECC加密算法)及公钥进行加密处理，形成加密数据包；“超 高频RFID安全保密模块”根据IS018000标准唯一标识号和需要写入的数据(包括明文数 据包信息、加密数据包信息)用椭圆签名算法(ECC签名算法)及私钥进行签名处理，形成 签名数据包。RFID读写装置将明文数据包、加密数据包和签名数据包写入电子标签。数据读取RFID读写装置读取IS018000标准唯一标识号(Unique identifier-UID)及电子标签数据。“超高频RFID安全保密模块”根据IS018000标准唯一 标识号(Unique identifier-UID)和加密数据包用椭圆解密算法(ECC解密算法)及私钥 进行解密处理，还原数据信息；“超高频RFID安全保密模块”根据IS018000标准唯一标识 号(Unique identifier-UID)和签名数据包用椭圆验签算法(ECC验签算法)及公钥对读 取的数据(包括明文数据包信息、加密数据包信息)进行验签处理。本实用新型专利设计一种RFID电子标签数据加密和解密及签名和验证硬件设 备，通过数据写入和数据读取两个过程，解决因遵循IS018000标准，可能造成任何兼容读 写器都能对电子标签数据进行读写操作而产生的标签内存信息的安全问题，实现用于RFID 电子标签数据加密和验证的目的。
图1为RFID电子标签数据写入过程的流程图；图2为RFID电子标签数据读取过程的流程具体实施方式
为了使本实用新型专利实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型专利。如图1所示，RFID电子标签数据写入过程的流程为1、操作工作站向安全保密模块发送写卡指令并传送需要写入的明文信息2、安全保密模块向RFID读写卡装置发送获取RFID卡ID的指令3、RFID读写卡装置获取RFID卡ID并将ID数据返回给安全保密模块4、安全保密模块生成写卡数据并发送给RFID读写卡装置1)对需要进行防篡改保护的数据与卡的唯一 ID号合在一起形成数据包，选择私 钥对该数据包进行签名，得到签名数据包；2)对需要进行加密保护的明文数据选择公钥进行加密，得到加密数据包；3)将签名数据包和加密数据包发送至写卡设备。5、RFID读写卡装置将签名数据包和加密数据包的数据写入卡内，并将写卡结果返 回安全保密模块。6、安全保密模块将写卡结果返回操作工作站。如图2所示，RFID电子标签数据读取过程的流程为1、操作工作站向安全保密模块发送读卡指令2、安全保密模块向RFID读写卡装置发送读卡指令3、RFID读写卡装置获取RFID卡ID和密文及签名数据并将数据返回给安全保密 模块4、安全保密模块验证和解密卡内数据1)选择私钥对加密数据包的数据进行解密，得到明文数据；2)将解密后需要进行防篡改保护的数据与卡的唯一 ID号合在一起形成数据包， 选择公钥对该数据包进行签名验证的数据进行验证；3)将明文数据和签名验证结果发送至操作工作站。本实用新型专利“超高频RFID安全保密模块”，可以应用在对安全性能要求较高 的车辆关系系统或者重要会议中对RFID证件内的信息加密和验证。近年来国内外重大政治与社会活动种类繁多，各种国际高峰论坛、国家级政治会 议、省市级政治会议以及大型运动会、博览会、展览会等等重大活动在会务安排与活动组 织的方面存在着各自不同的工作程序，特别是重大政治活动与重大社会活动在这方面的差 异。加上地区、环境、场地等条件差异，从而在注册、查验、报到和显示等环节产生了对证件 管理功能、服务项目及技术指标等的需求也就不尽相同，这些都对安全性提出新的要求。在 大型集体活动和重要会议中，每个参加人员均被要求使用一个和自己个人身份相对应的 RFID标签，采用“超高频RFID安全保密模块”，可实现对RFID证件内的信息加密和验证，提 高证件内信息内容的安全性。本实用新型专利“超高频RFID安全保密模块”，还可以用于对使用在车辆上的 RFID电子标签内的信息加密和验证。在汽车上广泛应用RFID技术，配装各种型式的RFID电子标签，通过RFID电子标 签实现对车辆的管理，采用“超高频RFID安全保密模块”，可实现对使用在车辆上的RFID电子标签内的信息加密和验证，提高车辆上的RFID电子标签内信息内容的安全性。 以上显示和描述了本实用新型专利的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技 术人员应该了解，本实用新型专利不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的 只是说明本实用新型专利的原理，在不脱离本实用新型专利精神和范围的前提下，本实用 新型专利还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型专利范围 内。本实用新型专利要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求超高频RFID安全保密模块，其特征在于，它包括安全保密模块和超高频读写器，所述安全保密模块一端与所述超高频读写器相连接，所述安全保密模块的另一端与操作工作站相连接，所述超高频RFID安全保密模块通过椭圆算法对RFID电子标签内的数据进行加密和解密及签名和验证。
2.根据权利要求1所述的超高频RFID安全保密模块，所述安全保密模块的物理形态为 基于硬件平台并集成ECC算法的硬件系统。
专利摘要本实用新型的目的在于公开一种超高频RFID安全保密模块，它包括安全保密模块和超高频读写器，所述安全保密模块一端与所述超高频读写器相连接，所述安全保密模块的另一端与操作工作站相连接，所述超高频RFID安全保密模块通过椭圆算法对RFID电子标签内的数据进行加密和解密及签名和验证，实现了对基于ISO18000协议的UHF频段RFID电子标签内的数据进行加密和签名的功能。在实际使用环境中，特别是在车辆RFID电子标签使用环境中，本实用新型可有效提高基于ISO18000协议的UHF频段RFID电子标签内的数据安全性。
文档编号H04L9/08GK201698451SQ20092028674
公开日2011年1月5日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者朱彤, 赵一鉴, 邱瑾, 黄银龙 申请人:公安部第三研究所