世博信息服務中RFID安全機制與垂直切換研究.pdf

1、本文研究的課題以2010年上海世博會中RFID系統(tǒng)及其應用平臺為基礎(chǔ)，重點探討了RFID系統(tǒng)在世博會各種場景中的應用及對其安全性能的改善問題，同時針對世博會中大型異構(gòu)網(wǎng)絡的應用環(huán)境，探討了RFID移動終端在不同網(wǎng)絡之間的垂直切換問題，并提出了改進的切換算法。 本文首先通過研究現(xiàn)有項目成果，討論了RFID系統(tǒng)及其世博會應用平臺和各種應用場景。RFID技術(shù)目前已廣泛應用于制造業(yè)、軍事、物流運輸?shù)雀黝I(lǐng)域，為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便

2、利。但是RFID采用無線傳輸技術(shù)，這也對RFID系統(tǒng)的隱私和安全性帶來了極大的挑戰(zhàn)。本文首先分析現(xiàn)有的RFID安全機制，特別是密碼類安全機制，指出了現(xiàn)有安全機制的漏洞和缺點。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于帶別名的雙向認證RFID安全機制，分析了該算法的復雜度以及安全性能。該算法在系統(tǒng)復雜性和資源占用保持在能夠接受的范圍內(nèi)，可以有效解決隱私保護和認證鑒權(quán)兩方面的安全問題。該算法能夠有效保證RFID系統(tǒng)的前向、后向安全性，既保護用戶隱私不被獲取

3、、跟蹤，又防止非法標簽或閱讀器介入系統(tǒng)。 另一方面，針對RFID移動終端在世博會環(huán)境大型異構(gòu)無線網(wǎng)絡中面臨的垂直切換問題，我們首先確定了研究對象的網(wǎng)絡模型，通過參考相關(guān)文獻，對異構(gòu)無線網(wǎng)絡中垂直切換問題建立了性能分析的三種場景模型，并在此基礎(chǔ)上建立了相應的仿真平臺，同時確定了在世博會應用場景中我們所關(guān)心的性能評價指標。 在此基礎(chǔ)上，我們對異構(gòu)無線網(wǎng)絡中垂直切換的現(xiàn)有算法：遲滯電平算法和駐留時間算法進行了研究，通過仿真實驗

4、獲得了相關(guān)算法在不同場景條件下的性能參數(shù)，并分析了現(xiàn)有算法的優(yōu)缺點。在現(xiàn)有算法基礎(chǔ)上提出了基于移動節(jié)點運動歷史的動態(tài)DT算法，確定了對移動節(jié)點相對網(wǎng)絡的移動趨勢判決條件，并引入了乒乓規(guī)避期的概念。在相同的仿真場景中，我們對該算法進行了仿真，并與目前其他算法進行對比，仿真結(jié)果得到相當?shù)母倪M，但在移動節(jié)點做高速運動的場景中改進較不明顯。通過對該算法仿真結(jié)果的研究，我們找出了限制性能進一步提高的因素。從本質(zhì)上講，提高切換算法的命中率與乒乓率是

5、互相矛盾的，采用單一指標對切換門限進行動態(tài)調(diào)整無法達到最優(yōu)效果。 因此，在基于移動節(jié)點運動歷史的動態(tài)DT算法基礎(chǔ)上，我們引入了雙重判決機制。根據(jù)移動節(jié)點是否在乒乓規(guī)避期采用兩種不同的判決標準，不但判決移動節(jié)點的運動趨勢，而且對移動節(jié)點接收到的不同網(wǎng)絡信號強度差值在單位時間內(nèi)的變換量進行分析，據(jù)此對切換門限進行不同調(diào)整。通過對采用雙重判決機制的動態(tài)DT改進算法進行仿真，我們證明該算法在性能上比之前各種算法都有顯著提高，特別是在移動