1、 兰州理工大学硕士学位论文基于RFID的涉密载体管理系统的研究与设计姓名：尚凯申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：潘峥嵘201205摘 要 ； ， 图 系 统鹤 髟 硗 肌 图 扛旭 詈 戏绞 绞 疽 馔 肌 图 识 别标 签数 最 大 为 时系 统的 吞 吐 率 图 读 取标 签时所 用 时隙 数 图 系 统通 信 通 道 示 意 图 图 协议 认证 过程 图 随 机化 协议 认证 过程 图 链 协议 认证 过程 附 表索 引 夕，硕十 。学位 论 文 辏 夜 鶵 狄 的 年 均增撞 机 制领 域 ，美国 等人 提出 了 一 种简 单 分 布 式在线 算法 【 论文 共 分
2、六 章 。第 四章 详 细 分 析 了当 前 系 统 的防 碰撞 算 法 ， 提 出 了 种改 进 的 读 写器通 常由 射 频天 线 、 读 写模 块和 射 频处 理 模 块三 大 模 块构成 ，对 标 签 信 息 进行读 写操作 。 读 写器发 送询 问 信 息 给标 签 并接 收 标 签 的 反馈 ，之 后 读写器将响 应 转 发 给后 端 数 据库 。 后 端 数 据库 通 常是基于某 个 硬 件 平 台 的 数 据库 系统 ，用来 接 收 读 写器传递 的 数 据信 息 ，同 时 储 存全 部标 签 的 信 息 ，其 数 据处 理 能 力 很强 ，而 且 存储 空 间 也 很大 。
3、标 签基 甊 纳婷 茉 靥 骞芾 硐低 车难芯俊痡到 快速 发 展。只 读 标签 内 部 有 只 读 存 储 器 退 婊 娲 ， 一 般 还有 缓 冲存 储 器 ， 结构 功能简单 ， 标识 信 息在 出厂 时 已 被 制 造 商 写 入 ， 信 息量 少， 识 别 过程 中 信 息只 能读 取不 能被 修改 。一 次 写 入 多 次 读 标签 是 指 用 户 根 据 自 己 的 需要向标签 一 次 性写 入 特 殊的 编码 信 息， 写 入 后 信 息不 变 ， 可 进 行多 次 读 取；可 读 写 标签 内部 不 仅 包 含 和 缓 冲 存 储 器 ， 还含 有 非活 动 可 编程 记 忆
4、 存 储 器 ，如电 可 擦 除 可 编程 只 读 存 储 器 ， 其 内部 信 息可 被 读 写 器 多 次 读 写 ， 生 产成 本 比 较高， 价格 也比 较昂 贵。硕十 伊 沦 文读写器 读取标签 中 所 保 存 的 数据信息 ， 实 现 对 目 标物 体的 自 动识别； 通 过 机及后 端 数据库 实 现 对 目 标物 体信息 的 自 动采集 、 信息 查 洵 及远程传 输 等 管理功 能。读写器 的 工作 原 理是 ：读 写器 对 传 送 信息 进 行编 码， 之 后 通 过 载波 信号 经 发射 天 线 发 送 出 去 。当 标签 进 入 发 射 天 线 工作 区 域时， 标签
5、接收 此 射 频 信号 ， 相 关电 路 对 其进 行解调 、 解码、 解密 ， 并 判 断 命令 请求 、 权 限、 密 码等 。如 果 为读 操作 ， 控 制 逻 辑电 路 将从 存 储 器 中 读驭 相 关 数据， 对 其进 行加 密 、 编 码、 调 制 操作 ，并 通 过 标签 内 部 天 线 传 送 给读 写器 ， 读写器 对 接收 到 的 信号 进 行解凋 、 解码、 解密 后 送 至 后 台 数据库 进 行数据处 理； 如 果 为写操作 ， 即 对 数据进 行修 改 ， 内 部 电路 中 的 电 荷 泵会 提 高 工作 电 压 ， 对 标签 存 储 器 中 的 数据进 行改 写
6、。 系 统 工作 原 理图 系 统 工作 原 理图电 感 耦 合 图 电 感 耦 合方式示 意 图具有 保存数 据 量 少 、 读写距离短 、 应用成 本 低等特 点，适合 低频 系 统 应用。 在电感 耦合 方 式 中 ，读写器 发送到 标 签 的 命令 信 号 通 过 其 天线 线 圈 的 电 压 蚋涸变化 ，反 馈 至 标 签 的 天线 线 圈 ，通 过 其 中 的 感 应电 压 的 变化 体 现 出 来 。 相 反 地 ，标 签 发送给 读写器 的 数 据 信 号 通 过 加 载 调制反 映到 标 签 天线 线 圈 的 负 载 变化 上，并 在读写器 的 天线 线 圈 中 通 过 反
7、作 用的 感 应电 压 的 变化 体 现 出 末 。电 磁反 向散 射 耦合 ，简 称 “反 向散 射 耦合 ”，主 要适用于 高 频 、 超 高 频 和 微通常 情 况 下 ， 系 统的碰 撞 可 以 分为 两 种 ：读 写器 碰 撞 和 标 签碰 撞 。如图 所 示 ， 读 写器 碰 撞 是 指 某个标 签同 时 处 于多 个读 写器 的射 频 范 围 内， 多 个读 写器 在同 一时 问与其 进 行 通信 ， 使 得标 签不能 确 认接收 到 的射 频 信 号 是 哪 个读写器 发射 的， 最 终 致 使 系 统无法正常 地工作 。由于读 写器 具 备 检 测 碰 撞 功能 ， 并 且
8、读 写器 之间也可 以 进 行 相 互 通信 ， 因 此 ， 仅仅需要在全局 上 对 时 间和 频率这 两 个因 素进 行 合理的分配便 能 够很 好 地避 免 出现 读 写器 发生 碰 撞 的现 象 。在 系 统中 ， 通常 把解决 读 写器 碰 撞 的算 法称 为 读 写器 防 碰 撞 算 法。 ， 褪 狈 侄嗦贩 的数 据 传 输量。但 是 ， 读 写 器 与 标 签 之 縅是 利用 无 线 射频方 式进 行 数 据 交 互 的， 通信 距离较 大并 且能 够 穿 透某些介 质 ， 因此， 其 存 在 许多安 全隐 患 ， 将给不 法 分 子 进 行 攻击 提供 了 有利条件 。 同时，
9、 攻 击 者可 能 隐 匿 于读 写 器 或 者标 签 的附近 对 其进 行 非法 操 作 ， 常见的 攻 击 主要 有物 理 攻 击 、 窃 听攻 击 、 重 传 攻 击 、 追 踪 攻 击 等。 加 之 ， 标 签 设 备在 计 算能 力 、 存 储 空 间和电源 供 给等方 面 存 在 局 限性 。 因此，当 前 系 统安 全认 证 协 议 的 设 计 与 完 善 面 临 着 巨 大的 挑 战， 同时这对 系统应 用 来 说 也 是 比 较 迫 切 的需 求 。 、 静 电屏 蔽 取 引 。 一般 地 ， 物 理 方 法 主要 在 低 成本 的发 设 计 了 一种 叫做 “裁 剪 标 签
10、 ” 的技 术 。 此方 法 是 指 商品被 购 买 后 ， 消 费 者可 以 的 涉密 拔体 管 理系统 的 研 究 设计读 写器实 施拒 绝 服 务 攻击，这必 将 给 商 家 带 来 巨 大 的 安 全威 胁 。考 虑到 物 理方法 在 实 际应 用 中 存 在 各种 缺 陷，近几 年来 ，大 多 数 研 究 学 者 通过 利 用 基 于密 码 技 术的 安 全机制 来 解决 系统 的 通信 安 全问题。与 物理方法相 比 ，此 类 方法 主要是通过 使 用 成 熟 的 密 码 算法 进 行 研 发 并 设计出 满 足 能 够 很好地 保 障 系统 安 全的 需 求 的 认 证 协 议
11、。目前 ，已 经 提出 很多 针 对 系统 通信 的 等 人 的 链 协 议 、 热 说 幕 谠哟 盏 腎 浠 椤 等 本章 主要介绍了 技 术的 基 本理论 知 识 ，说 明典 型 的 系统 由 读 写器、 标 签 和后 端 数据 库 三部分组 成 ，以 及 系统 的 工 作 原 理，并 通过 与 常见 的 几 种 自 动 识 别技 术进 行 对比 ，指 出 了 技 术在 应 用 中 所具 有 的 优势 。最 后 ，阐 述 了 系统 中 的 两个 关 键 性 技 术： 防碰撞 算 法 和 系统 安 全认 证 ，并 对其 进 行 了 简 要分析。本 文所 研究 的涉 密载体 管 理系统是针对某研究 所 涉 密载体 管 理的实 际 情况 而根 据 实 地考 察 ， 该研究 所 内 ， 产 品 信息、技术 资 料 、设 计 图 纸 等 大量 涉 密档针对具 体 的设 计 目 标 ， 涉 密管 理系统需 要满 足 硬 件 和 软件 两个方 面 的功能 需求 ， 主要有以 下几 个方 面 ：的识别 率 和 正 确 率 。 系 统整 体结 构设 计 硬件 系 统设计
