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美國校企合作解決RFID旁路攻擊問題 大幅提高安全性
2016年03月03日 10:17:49來源:大國重器點擊量:33435
導(dǎo)讀RFID在廣泛應(yīng)用于生活各個方面的過程中,其安全保障已成為重大挑戰(zhàn)。美國麻省理工學(xué)院(MIT)聯(lián)合德州儀器(TI)公司的研究人員采取三大設(shè)計技術(shù),解決了RFID標(biāo)簽芯片常面臨的“旁路攻擊”問題,大幅提高RFID的安全性。
  【中國安防展覽網(wǎng) 科技動態(tài)】射頻識別(RFID)是一種可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(xué)接觸的通信技術(shù)。RFID在廣泛應(yīng)用于生活各個方面的過程中,其安全保障已成為重大挑戰(zhàn)。美國麻省理工學(xué)院(MIT)聯(lián)合德州儀器(TI)公司的研究人員采取三大設(shè)計技術(shù),解決了RFID標(biāo)簽芯片常面臨的“旁路攻擊”問題,大幅提高RFID的安全性。


美國校企合作解決RFID旁路攻擊問題 大幅提高安全性
  
  旁路攻擊是通過獲取密鑰設(shè)備在加解密操作時泄露的旁路信息(如功耗、電磁輻射、時長),用統(tǒng)計處理方法分析出關(guān)鍵的密鑰。旁路攻擊立足于加密設(shè)備進行計算時所釋放的物理信息與所進行的操作和所操作的數(shù)據(jù)間的相關(guān)性,與具體的硬件設(shè)備和加密算法無關(guān),具有攻擊效率高、實施簡便的特點。
  
  一次加解密過程只能泄露少量信息,要獲取完整的密鑰,需要對同樣的密鑰執(zhí)行多次加解密過程以獲取足夠多的泄露信息。為此,研究人員在RFID標(biāo)簽芯片上加入一個隨機序列產(chǎn)生器,每次交易后都將更改密鑰,同時在中央服務(wù)器上運行同樣的序列產(chǎn)生器,并在讀取RFID芯片信息前首先進行合法性驗證。
  
  由于RFID標(biāo)簽主要通過讀寫器進行供電,因此增加隨機序列產(chǎn)生器的方法仍無法應(yīng)對“功率脈沖(powerglitch)攻擊”,即攻擊者在新的密鑰生成前適時切斷供電,這樣芯片在恢復(fù)供電之后仍會沿用舊密鑰。攻擊者通過重復(fù)操作,可強制芯片在同一密鑰下工作,直至積累到可用于旁路攻擊的足夠信息。為此,研究人員采取兩個舉措,一是加入“在片電源”,以保證持續(xù)供電,二是采用非易失性存儲單元,以存儲斷電前芯片正在處理的數(shù)據(jù)。
  
  在“在片電源”方面,研究人員使用了一組3.3V電容存儲電量。在供電被切斷后(讀寫器被移走),芯片仍能夠持續(xù)完成多項預(yù)定操作,然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到571個不同的1.5V存儲位上。恢復(fù)供電之后,首先給3.3V電容充電,然后檢索此前發(fā)到1.5V存儲位上的數(shù)據(jù),繼續(xù)此前被中斷的工作,以此使“功率脈沖攻擊”失效。
  
  在非易失性存儲單元方面,研究人員采用了鐵磁晶體。其中心原子可在外加電場時順著電場方向在晶體里移動,并在通過能量壁壘時引起電荷擊穿,該擊穿可被內(nèi)部電路感應(yīng)并記錄,當(dāng)移去電場后中心原子保持不動,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的非易失性存儲。TI是鐵電隨機存儲器(FRAM)的主要生產(chǎn)商之一。
  
  盡管每次在恢復(fù)供電時,首先得對3.3V電容充電,并完成此前未完成的計算,但經(jīng)測試,該芯片仍能達(dá)到30次/秒的讀出速度,快于現(xiàn)階段大多數(shù)的RFID芯片。
  
  TI公司已生產(chǎn)出該芯片原型,通過測試其防入侵性能達(dá)到預(yù)期。研究成果已在2016年固態(tài)電路會議(ISSCC)上進行了展示。該研究由TI和日本的電裝公司提供資金支持。
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