基于RFID和生物识别技术的自我识别和双因素认证系统应用范围日益广泛（适用于所有不能犯密码错误的人员，例如神经系统疾病患者、阿尔茨海默病患者、儿童、病人、文盲、监狱服刑人员、动物等），因为它们无需记忆任何口令、PIN码、密码、随机问题的答案，也无需记忆从多张照片矩阵或马赛克中选取照片（例如视觉密码）。RFID（射频识别）是一种利用小型标签（或应答器）远程识别物体、产品、人员或动物的技术，该标签可以附着、插入、嵌入、集成或植入到被识别的实体中。换句话说，它提供了一种利用RFID标签远程存储和检索数据的方法。RFID技术在各行各业、各种服务和应用领域都展现出巨大的潜力，其应用范围广泛且不断扩展。该技术已应用一段时间，并在库存管理领域取得了显著成效，以改善供应链。但它也被用于战争中识别敌我方实体（向目标投放弹药），用于车辆/大门/房门的钥匙，用于公共交通卡（地铁、公交车、火车、电车、电梯、缆车等），用于电子护照（ePassport，由国际民用航空组织 (ICAO) 标准化），用于活动门票，用于植入追踪和识别人员（老人、儿童、罪犯）实时位置的装置，用于追踪被盗车辆，用于识别家畜/野生动物（符合 ISO 11784/11785 标准），用于制造化妆粉，用于在未经授权的示威活动中散播信息，用于可疑车辆，用于图书馆改进图书借阅和库存管理，作为用于监测轮胎压力和温度的精密传感器，用于建筑物、VIP 区域的门禁控制等等。RFID 技术的缺点在于，它必须受到保护，免受潜在的安全和隐私威胁（病毒、恶意 SQL 注入、攻击等）。.
生物识别技术。流程
生物识别技术是一种基于人或动物的生理（生物、生理）或行为特征进行注册，用于自我识别和身份验证的技术。面部识别是最古老的身份识别方法之一。生物识别过程包含多个阶段。在注册过程中，用户向生物识别系统提供生物特征数据（通常结合RFID技术以降低潜在威胁）。系统从用户的生物特征数据中提取特征，创建模板并存储以供将来比对。在身份验证过程中，用户再次提供生物特征数据供生物识别系统验证/识别。系统再次提取特征，创建模板，并将其与注册阶段的模板进行比较。基于比较结果，系统计算出一个置信度，用于确定两个模板之间的相似程度。如果结果超过预设阈值，则比对结果为阳性；否则，为阴性。安全性当然取决于所选阈值。然而，所提出系统的最终结果将与RFID信息相关联，从而降低潜在的错误识别率（FMNR）和错误拒绝率（FRR）。错误识别率的产生是由于用户生物特征的变化、数据采集注册阶段的修改以及数据呈现方式的改变。由于纯生物识别系统无法实现100%匹配，因此将其与RFID相结合可以提高性能水平。.
RFID标签特性及分类：
RFID标签根据应用场景的不同，可分为多种类型。以下是一些分类标准：(1) 电源：可分为以下几类：(i) 无源标签：这类标签没有内置电源，而是从读写器的电磁场获取能量。(ii) 有源标签：这类标签内置电池，用于内部计算和数据传输。(iii) 半无源标签：这类标签内置电池用于内部计算，但数据传输所需的能量来自读写器的电磁场。(2) 频段：可分为以下几类：(i) 低频(LF)标签：这类标签使用125-134 kHz频段，用于宠物识别和库存跟踪。(ii) 高频(HF)标签：这类标签使用13.553-13.567 MHz频段，用于智能卡、图书馆和纺织品识别。MIFARE标签基于ISO 14443标准，使用13.56 MHz频率，由奥地利飞利浦有限公司开发，并具备加密功能。 （三）超高频标签。它们使用 860-960 MHz 频段，用于供应链跟踪。（四）超高频标签。它们使用 2.4000-2.4835 GHz 频段，用于车队识别和无线高速公路收费。（3）通信范围/距离。
距离取决于发射功率、使用频率以及天线的电子特性。标签可分为以下几类：(i) 厘米级标签。这类标签工作在低频 (LF) 频段。(ii) 分米级标签。这类标签工作在高频 (HF) 频段。使用更高的功率和更好的天线，在 13.56 MHz 频率下，标签的读取距离可达数米。(iii) 米级标签。这类标签工作在超高频 (UHF) 频段。使用超高频标签可以实现更远的距离，甚至达到数公里，还可以通过卫星传输。发射功率在欧洲 ETSI 标准中有所规定，例如 EN-300-330、EN-300-220、EN-300-440 和 EN-300-328。读写器到标签的通道（发送通道）比返回通道允许更远的读取距离。(4) 标签的内存是什么？标签至少有几个比特用于存储 UID（唯一标识符）。 UID 的长度为 32 到 128 位。UID 通常由制造商选择，用户无法更改。标签可能带有额外的存储器（EEPROM）；1KB 是带有 EEPROM 的标签的典型值。护照的存储器大小为 70KB。WORM（一次写入多次读取）R/W 存储器用于存储数据和元数据。EAS（电子商品防盗）标签只有一位（EAS 启用或 EAS 禁用），不用于身份识别，也不是真正的 RFID 标签。ISO 15693 RFID 标签的存储器与普通存储器类似；RFDump 工具可以通过十六进制编辑器类型的用户界面帮助操作标签数据；恶意 SQL 和恶意软件注入是可能的。(5) 计算能力是什么？存在以下几种情况：(i) 无计算或存储能力。(ii) 可进行逻辑运算。例如，验证护照。(iii) 具有对称加密能力。它们执行对称加密，例如 DES、AES、XTEA 和专有算法；有时它们不需要微处理器。(iv) 非对称或公钥加密。它们执行诸如 ECC、RSA-CRT 等算法；它们需要微处理器。(6) 防篡改。这是一个有争议的问题。有些人认为应该谨慎使用防篡改标签。(7) 例如，如果所有标签共享同一个密钥，则防篡改功能可能存在问题。而另一些人则更为理性地认为，如果标签不具备防篡改功能，攻击的成本可能远高于收益，因此建议每个标签使用不同的密钥。有时，必须权衡标签的防篡改性能与标签难以访问这一事实，例如皮下 RFID 标签。(8) 承载标签的物体类型：铁质材料、金属、腐蚀性液体、绝缘体、塑料、生物材料（使用纳米技术）。.
最常见的标准包括：(i) ISO（国际标准化组织）， http://www.iso.org。例如：14443（ISO-14443A Mifare、14443B CryptoRF、14443C/D/E/F）、ISO 15693（德州仪器）、11785、17364、15459、24721、17367、19762 等。(ii) EPC（电子产品代码），网址： http://www.epcglobalinc.org/。EPCglobal网络由自动识别中心开发，该中心是一个由麻省理工学院 (MIT) 领导的全球研究团队，在全球各地设有实验室。EPCglobal 是一个非营利性、基于共识且中立的标准组织。它制定了 Class-1 Gen-2、Class-0 和 Class-1 Gen-1 标准，其中包含了在知道特定密码时激活读卡器的终止命令。
RFID标签可分为四类：（1）1类标签：被动式识别标签。其基本功能包括：（i）EPC标识符；（ii）TID（标签标识符）；（iii）永久禁用标签的“销毁”功能；（iv）可选的密码保护访问控制；（v）可选的用户存储器。（2）2类标签：功能更强大的被动式标签。其功能包括：（i）扩展的TID；（ii）扩展的用户存储器；（iii）身份验证访问控制；（iv）其他待定功能。（3）3类标签：半被动式标签。其功能在2类标签的基础上增加了：（i）集成电源；（ii）集成传感器电路。例如，可用于轮胎压力检测。（4）4类标签：主动式标签。其功能在3类标签的基础上增加了：（i）标签间通信；（ii）主动通信功能；（iii）具备自组织网络功能。.
STRIDE模型用于RFID威胁分析
该模型包含六个方面（S、T、R、I、D、E）：（1）身份欺骗。当攻击者成功冒充授权用户时，就会发生身份欺骗。例如：（i）攻击者使用未经授权的读取器扫描标签上的EPC码，从而对竞争对手的仓库进行未经授权的盘点，以确定产品类型和数量。（ii）攻击者可以通过冒充授权的ONS（对象名称服务）用户并向ONS查询EPC码，来确定与某个EPC码关联的组织。中间件会使用EPC码查询ONS，以确定包含该特定EPC码信息的数据库URL。如果攻击者冒充授权的中间件用户，则可以查询并获取URL，从而揭示包含EPC码信息的组织的位置和可能的标识。（iii）攻击者可以通过冒充ONS引用的数据库的授权用户来确定对象的完整信息。 (iv) 攻击者冒充 ONS 服务器，可以获取 EPC 编号或返回无效 URL，从而篡改数据或发起拒绝服务攻击。(2) 数据篡改。当攻击者修改、添加、删除或重新排序数据时，就会发生这种情况。.
例如：(i) 攻击者修改标签内容。例如，将护照上的标签状态从“恐怖分子”更改为“恐怖分子”。(ii) 攻击者向一个物体添加多个标签。这会使物体看起来像是装有更多商品。(iii) 攻击者删除标签上的数据。例如，未经授权的读取器发出“销毁”命令。窃贼为了逃避付款或出于隐私原因而物理销毁标签。(iv) 攻击者重新排列标签上的数据，或将标签从昂贵的商品重新排列到便宜的商品。(v) 攻击者修改标签返回给读取器的信号。(vi) 攻击者冒充 ONS 服务器，并向管理员的 ONS 查询返回错误的 URL。(vii) 攻击者修改、添加、删除或重新排列包含 EPC 编号信息的数据库中的数据。(3) 否认。当用户否认某项操作，且没有证据证明该操作已执行时，就会发生这种情况。例如：(i) 零售商拒绝接收某个托盘、包裹或产品。需要不可否认协议来确保发送方和接收方都不能否认相关行为。(ii) EPC 编号的所有者否认拥有与 RFID 标签关联的产品信息；这可能导致保修或退货被拒绝。(4) 信息泄露。当信息暴露给未经授权的用户时，就会发生这种情况。如果信息涉及个人，则会对隐私构成威胁。例如：(i) 当检测到一定数量的来自特定国家的公民（通过护照标签识别）时，餐厅内发生炸弹爆炸。(ii) 商店里的屏幕检测到某人佩戴的标签，并显示购买建议。(iii) 攻击者可以进行未经授权的库存盘点。(iv) 攻击者可以创建具有相同 EPC 编号的重复标签，并退回假冒产品以获得退款。(5) 拒绝服务攻击。这会阻止合法用户获得服务。一些示例：(i) 攻击者向供应链中的标签发送“终止”命令（获取密码），以扰乱业务运营并造成经济损失。(ii) 攻击者抑制射频通信或模拟大量标签，以绕过防碰撞协议。(iii) 攻击者放置能量吸收标签，阻止合法标签通电。(iv) 攻击者破坏或物理移动附着在物体上的标签。(v) 攻击者使用法拉第笼屏蔽标签，并将护照放入铝箔袋中。(vi) 攻击者使用高功率读卡器干扰授权读卡器，使系统无法使用。(vii) 攻击者对存储读卡器EPC编号的服务器发起拒绝服务(DoS)攻击。(viii) 攻击者对ONS发起拒绝服务(DoS)攻击。(ix) 攻击者向数据库发送URL查询，导致数据库查询并拒绝授权用户的访问。(6) 权限提升。当非特权用户或攻击者获得高于其授权的系统权限时，就会发生这种情况，例如，通过缓冲区溢出。一些示例：（i）攻击者登录数据库以获取产品信息，并可以提升其权限，从普通用户升级到根服务器管理员，并向系统中写入或添加恶意数据。.
结语
我们的研究团队从事自我识别系统的研究已有十五余年。我们分析并综合了多种结合RFID和生物识别技术的方案和平台。
本文是LEFIS-APTICE项目（由欧盟委员会Socrates 资助）开展的活动的一部分。
文学
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作者：
Javier Areitio Bertolín 教授、博士 – 电子邮件：
工程学院教授。ESIDE。.
德乌斯托大学网络与系统研究组主任。.
