RFID（射频识别）是一种无线技术，它利用射频波自动、高效、快速地识别各种类型的资产和实体（静止或移动，速度快或慢）、人员、动物和物体（金属或非金属，液体或干燥环境）。它被视为条形码技术的升级版，有时也与条形码技术互补。RFID技术广泛应用于物流和供应链管理（LSCM），能够实现高效的实时库存追溯。RFID技术提高了物品/实体在供应链中流动时的可视性，涵盖了从制造商、运输公司、分销商到零售店的各个环节。这种可视性有助于识别潜在的瓶颈，从而节省时间和成本。RFID技术发展迅速，是目前和未来替代传统条形码的理想选择，远比传统条形码先进。然而，一些RFID制造商（例如Ferroxcube及其Ferroxtag系列标签）会在其RFID标签上集成条形码，以便用户能够充分利用RFID和条形码技术的互补优势。 RFID应用在高度多元化的市场中正以惊人的速度增长，众多新兴领域涌现，例如消费品、医药、邮政包裹、医疗保健、电子政务、电子管理等等。权威预测显示，中国在2008年至少需要45亿个RFID设备，2010年将达到55亿个。IDTechEX估计，2006年至2017年间，RFID标签的销售额将从27.7亿美元增长至278.8亿美元。.
RFID技术的起源：
现代自动识别系统拥有悠久的技术历史和多元化的起源。最广为人知的自动识别系统是条形码系统，它于20世纪70年代初发展起来，但与当前RFID系统最密切相关的技术则更为古老。二战期间，盟军飞机配备了敌我识别装置。一种名为EAS（电子商品防盗系统）的民用版本可以在商店内进行敌我识别。其他类型的系统也已应用于公共领域，例如用于识别授权车主以禁用或激活车辆防盗装置。近年来，人们致力于将所有这些基础技术整合为一种名为RFID的后续技术。一些技术重新命名了RFID，而另一些技术则对其进行了重新定义，例如EPC（电子产品代码）标签取代了EAN（电子商品编号）条形码。该领域的主要任务之一是降低RFID标签的成本。然而，由于它们携带的信息可能在所有者不知情的情况下被远距离无线读取，这引发了人们对潜在隐私泄露甚至安全风险的担忧。
RFID系统组件架构
基本上，RFID技术集成了以下组件：（1）RFID标签。这些标签放置在待识别的物体或实体上或嵌入其中。无源标签由应答器和射频耦合元件组成。耦合元件具有线圈状天线，用于接收来自RFID读取器的射频功率、时钟脉冲和数据。每个标签无线传输各种类型的信息，例如序列号，供读取器读取。RFID标签有几种类型：无源标签（由读取器供电；如果是低频或高频标签，则耦合类型为电感式；如果是超高频或特高频标签，则耦合类型为传播式）、半无源标签（内置电池，但由读取器供电）和有源标签（内置电池且独立运行；通常基于超高频或特高频微波）。（2）RFID标签读取器或询问单元。它们可以是便携式的，也可以是固定式的；在后一种情况下，它们被安装在龙门架、门等位置。它们通常包含收发器、控制单元、用于读取RFID标签的耦合元件或天线以及网络接口。它们通过无线电接口与标签通信，并通过高级接口与后端服务器连接以处理采集到的数据。感应耦合式RFID-HF读写器（ISO14443/ISO15693）在13.56 MHz（ISM许可频段）下允许发射的最大磁场强度为7.5 A/m。该值代表所有RFID系统必须低于的上限。读写器和无源标签之间的功率关系可以形象地理解为一个初级绕组和次级绕组间距较大的变压器。磁场强度随距离的变化取决于发射天线的尺寸。如果电流和匝数保持不变，小型天线会产生较高的初始磁场，但该磁场会迅速衰减。相比之下，大型天线虽然初始磁场相对较小，但在更远的距离上仍能保持稳定。 （3）中间件。
它位于读取单元和公司信息系统之间。它集成了后端服务器，这些服务器是可信实体，维护着一个包含标签识别信息的数据库，其中包括标签的识别号码。RFID系统的完整性取决于服务器的正确运行。服务器应采取物理安全措施，防止潜在攻击。中间件定义了RFID系统和本地数据库之间如何以及共享哪些信息，例如对象参考、描述、批号、有效期、处理状态等。(4) 公司网络的其余部分，即信息系统所在的位置。.
RFID技术的固有特性：
与条形码技术相比，RFID技术具有以下优势：(1) 可对全部或部分信息进行加密，确保信息安全。(2) RFID标签读取速度快且自动化程度高，可在极短时间内同时读取多个标签。(3) 无需打开包装即可识别隐藏物品，例如盒子、购物车、集装箱或托盘内的物品。(4) 通过读写每个标签的数据（例如序列号、批号、用户等），实现物品的唯一标识。(5) 存储容量大，至少可达数千字节。(6) 不受湿度、灰尘或温度的影响，能够承受恶劣环境，几乎不受周围环境的影响。(7) 读取器可以编程搜索特定物品，例如特定尺寸和型号的衣物。 （8）RFID技术可以根据半导体领域的发展进行改进。
隐私和认证考量：
RFID标签在响应读取器查询时不会通知其所有者或携带实体，且大多数标签会发出唯一标识符。因此，必须仔细考虑以下安全方面：(1) 位置隐私。在部署了多个读取器的大型设施中，多次秘密探测扫描即可揭示携带标签的实体的位置。(2) 数据隐私。某些标签，例如EPC（电子产品代码）标签，包含其所携带产品的信息。携带EPC标签的实体可能面临秘密库存获取的风险。(3) 嵌入欧洲纸币的RFID隐私。2001年，欧洲中央银行曾计划在纸币中嵌入RFID标签作为防伪措施。然而，由于技术难题，这一想法逐渐变得不切实际。(4) 植入人体的RFID标签的隐私。例如，用于开发医疗保健信息系统的VeriChip芯片就引发了隐私倡导者的批评。外国公司已经开始出于商业目的在其员工身上植入RFID微型标签。(4) 电子护照中嵌入RFID的隐私问题。国际民用航空组织（ICAO）发布了在护照中嵌入RFID标签的指南。美国已采纳这些标准。欧盟和其他国家已经开始用电子护照取代传统护照。在欧盟，2009年起，RFID标签中必须嵌入个人数据、照片和指纹。(5) 认证问题。隐私问题指的是非法读取设备秘密地从授权的RFID标签中收集信息，而认证问题指的是授权读取设备检测秘密和非法RFID标签。EPC标签容易受到简单的伪造攻击。它们通过集中且一致的数据收集来检测克隆，但这始终是可能的。 
关于RFID标签的主要安全目标是：(1) 标签不应泄露佩戴者的隐私。信息不应被未经授权的读取器获取。不应允许建立大规模的追溯网络。 (2) 标签佩戴者应能够检测并禁用他们携带的标签。(3) 私有标签的内容应采用加密和访问控制进行保护。如果使用公钥密码学，则标签中应采用低成本的计算技术，例如椭圆曲线密码学。(4) RFID 标签和读写器应极难伪造（克隆）。一种隐藏 96 位 EPC 代码的方法是使用拉格朗日插值法，利用二次多项式 (a.x² + b.x + secret) 从 96 位秘密值生成三个 106 位片段，这三个片段共同构成一个 318 位代码。
RFID威胁识别
一些可识别的数据安全威胁包括：(1) 商业间谍威胁。通过供应链动态进行间谍活动。(2) 可信边界威胁。由于使用网络进行数据共享而扩大边界。(3) 竞争性营销威胁。这涉及将公司的客户信息透露给竞争对手。(4) 基础设施威胁。拒绝服务攻击、干扰、物理损坏、伪造RFID标签等都是常见的威胁手段。(5) RFID病毒。例如，针对RFID中间件软件的攻击包括SQL注入和缓冲区溢出攻击。 与个人隐私最相关的威胁包括：(1) 行为威胁。根据标签确定行为。(2) 关联威胁。将个人身份与标签关联起来。(3) 位置威胁。确定RFID标签的位置。(4) 偏好威胁。泄露个人偏好。(5) 交易威胁。确定交易信息。(6) 非分离威胁。很难将数据与身份信息分离。(7) RFID追踪和监控威胁。客户和公司都希望确保RFID系统的安全。RFID标签本身面临的最相关威胁包括：(1) 标签和读写器之间的窃听。标签和读写器之间的反向信道距离约为5米，但窃听者可定位的正向信道距离可达100米。(2) 追踪或定位。未经授权使用标签标识符来获取人员或物体的位置信息。在零售环境中，用户在购买时即可与产品关联。(3) 克隆/复制。
由静态标识符发出的标签极易受到攻击。窃贼可以将昂贵产品的标签替换/重写为低价产品的标签。(4)拒绝服务 (DoS) 攻击。施加冲突的射频信号可以阻止合法标签通信。这类似于射频干扰器，它会阻断警车、军用坦克、受威胁人员的车辆、某些公共建筑等附近的无线通信。(5)物理攻击。这涉及探测标签以提取其私有数据。
针对 RFID 标签攻击的对策。
目前已有越来越多的对策，但它们提供的解决方案有限：(1) 使用 kill 命令永久禁用或销毁 RFID 标签的方法，或者更巧妙的方法，即将标签置于休眠状态。目前，这种方法可以应用于 EPC Class-1 Gen-2 标签。当 EPC RFID 标签收到来自读写器的 kill 命令时，它将永久失效。kill 命令受 PIN（个人识别码）或密码保护； 0 类 EPC 为 24 位，1 类 EPC 为 8 位，HF 型 EPC 为 24 位。
这种方法消除了购买带有RFID标签的商品后，RFID技术可能带来的所有潜在好处。例如，如果我们带着一件贴有有效标签的已购衣物走到商店橱窗前，屏幕上可能会显示与该衣物搭配的个性化推荐。(2) 重命名方法。RFID标签包含一组假名，因此每次被读取单元读取时都会发出不同的假名。为了控制标签的响应，防止恶意读取器在一次扫描中快速提取所有可用的假名，标签会在快速连续读取的情况下逐渐减慢响应速度。(3) 重新加密方法。参见图4。(4) 代理方法。客户携带自己的隐私保护设备，称为代理。这些设备有两种类型：(a) Watchdog标签。这是一种RFID隐私审计系统，可以监控标签扫描环境并收集有关读取单元的信息。(b) RFID Guardian或REP（RFID增强代理）。这是一种电池供电的个人RFID防火墙。它充当读取器请求和标签响应之间的中介，选择性地模拟其控制下的标签；例如，它可能不会响应未经授权的读取器。它可以实现复杂的隐私策略。守护者或 REP 获取并释放对标签、PIN 码和相关密钥的控制权。(5) 部分天线裁剪方法。这涉及物理地剪掉部分天线，例如用剪刀剪掉，以将范围从几米缩短到几厘米。这种技术有助于保护数据访问，因为窃听者必须非常靠近标签和携带标签的人才能窃取信息。(6) 基于将标签封装在金属或塑料套管中的方法，该套管起到法拉第笼的作用，用于电磁屏蔽。透明的电磁干扰抑制塑料可用于覆盖RFID标签，在30 MHz至1.5 GHz频段内可实现高达30 dB的衰减和35 dB的电磁干扰屏蔽效能，在1.5 GHz至4 GHz频段内可实现25 dB的衰减和30 dB的电磁干扰屏蔽效能。(7) 看门狗标签方案。这种RFID标签可以显示原本不可见的读写操作。它能够识别读取单元发送的开始和停止脉冲，甚至显示已下载的数据大小。该方案提高了个人数据访问的可见性。(8) RFDump (http://www.rf-dump.org)。这是一个适用于ISO-15693和ISO-14443 (13.56 MHz) RFID读取单元的开源软件工具。它可以读取/写入RFID标签的数据。它集成了一个 cookie 功能，该功能会在 RFID 标签上添加一个 cookie，并在 RFID 标签进入读取器范围时自动递增计数器。它可以追踪购物者进入读取器范围或拿起商品的次数。(9) 一种防止标签被读取的方法。使用某种类型的电磁干扰屏蔽。另一种方法是产生干扰（阻塞）来抑制通信，例如，通过响应任何读取器请求广播“0”和“1”。后一种方法会禁用所有 RFID 标签，即使是那些用于合法应用的标签。(10) 制定管理 RFID 使用的法律。通过政策和立法。(11) 防止未经授权的第三方理解标签与读取器之间的通信。
其他方法包括使用加密技术和/或通过潜意识信道隐藏通信本身（这两种方法都需要硬件，而低成本标签无法实现），这些方法使用单向加密哈希函数和伪随机数生成器。另一种方法是基于测量信号强度随距离的变化。已知大多数恶意读取发生在攻击者与标签物理距离较远的情况下。通过测量信号强度并进行噪声分析，可以估算出与读取器的距离。还有一种方法是使用安全摄像头、传感器等进行物理防护。.
本文是 LEFIS-APTICE （由 Socrates 2005-2007 年 欧盟委员会）开展的活动的一部分。
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