基于二次剩余的射频识别标签所有权转移方法与流程

技术特征：

1.一种基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其具体步骤如下：

(1)发送请求消息：

(1a)转移阅读器产生一个随机数N₁；

(1b)转移阅读器从数据库中查询接收阅读器的身份信息；

(1c)利用二次剩余的模公式，计算接收阅读器的身份信息与转移阅读器产生的随机数的模值，得到加密后的请求消息；

(1d)转移阅读器将请求消息发送给接收阅读器；

(2)确认转移阅读器的身份：

(2a)接收阅读器接收转移阅读器发送的请求消息；

(2b)接收阅读器使用自己的私钥，计算二次剩余运算的解，得到解密后的接收阅读器的身份信息ID′和转移阅读器产生的随机数N₁′；

(3)判断转移阅读器发送的身份信息ID′与接收阅读器的身份信息ID是否相等，若是，则执行步骤(4)，否则，执行步骤(20)；

(4)发送应答消息：

(4a)接收阅读器产生一个随机数N₂；

(4b)利用二次剩余的模公式，计算接收阅读器解密后得到的随机数与接收阅读器产生的随机数的模值，得到加密后的应答消息；

(4c)接收阅读器将应答消息发送给转移阅读器；

(5)确认接收阅读器的身份：

(5a)转移阅读器接收应答消息；

(5b)转移阅读器使用自己的私钥，计算二次剩余运算的解，得到转移阅读器发送给接收阅读器的随机数N₁″和接收阅读器产生的随机数N₂′；

(6)判断接收阅读器发送的随机数N₁″与转移阅读器产生的随机数N₁是否相等，若是，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(20)；

(7)发送认证请求消息给电子标签：

(7a)转移阅读器产生一个随机数N₃；

(7b)转移阅读器从数据库中查询电子标签的身份信息；

(7c)利用对称加密算法中的加密函数，计算电子标签的身份信息与转移阅读器产生的随机数、接收阅读器的公钥的函数值，得到加密后的认证请求消息；

(7d)转移阅读器将认证请求消息发送给电子标签；

(8)确认转移阅读器的身份：

(8a)利用对称加密算法中的解密函数，计算认证请求消息的明文值；

(8b)判断转移阅读器发送的身份信息T_ID′与电子标签的身份信息T_ID是否相等，若是，则执行步骤(9)，否则，执行步骤(20)；

(9)发送认证应答消息：

(9a)利用对称加密算法中的加密函数，计算转移阅读器产生的随机数的函数值，得到加密后的认证应答消息；

(9b)电子标签将认证应答消息发送给转移阅读器；

(10)确认电子标签的身份：

(10a)利用对称加密算法中的解密函数，计算认证应答消息的明文值；

(10b)判断电子标签发送的随机数N₃″与转移阅读器产生的随机数N₃是否相等，若是，则执行步骤(11)，否则，执行步骤(20)；

(11)发送电子标签信息：

(11a)利用二次剩余的模公式，计算接收阅读器产生的随机数和电子标签的身份信息、转移阅读器与电子标签之间的共享秘钥的模值，得到加密后的标签信息；

(11b)转移阅读器将标签信息发送给接收阅读器；

(12)接收电子标签的身份信息：

(12a)接收阅读器接收转移阅读器发送的电子标签信息；

(12b)接收阅读器使用自己的私钥，计算二次剩余运算的解，得到解密后的电子标签的身份信息T_ID′和转移阅读器与电子标签之间的共享秘钥k′；

(13)发送共享秘钥修改指令：

(13a)接收阅读器产生一个随机数N₄；

(13b)利用对称加密算法中的加密函数，计算电子标签的身份信息与接收阅读器产生的随机数、共享秘钥修改指令的函数值，得到加密后的共享秘钥修改指令消息；

(13c)接收阅读器将共享秘钥修改指令消息发送给电子标签；

(14)修改共享秘钥：

(14a)电子标签接收由接收阅读器发送的共享秘钥修改指令消息；

(14b)利用对称加密算法中的解密函数，计算共享秘钥修改指令消息的明文值；

(14c)电子标签修改共享秘钥；

(15)发送新共享秘钥信息：

(15a)利用二次剩余的模公式，计算电子标签的身份信息与接收阅读器产生的随机数、新共享秘钥的模值，得到新共享秘钥信息；

(15b)电子标签将新共享秘钥信息发送给接收阅读器；

(16)接收新共享秘钥信息：

(16a)接收阅读器接收新共享秘钥信息；

(16b)接收阅读器使用自己的私钥，计算二次剩余运算的解，得到新共享秘钥k_s′；

(17)发送验证消息：

(17a)利用对称加密算法中的加密函数，计算电子标签的身份信息函数值，得到加密后的验证消息；

(17b)接收阅读器将验证消息发送给电子标签；

(18)验证共享秘钥转移成功：

(18a)电子标签接收由接收阅读器发送的验证消息；

(18b)利用对称加密算法中的解密函数，计算验证消息的明文值；

(18c)判断接收阅读器发送的身份信息T_ID″与电子标签的身份信息T_ID是否相等，若是，则执行步骤(19)，否则，执行步骤(20)；

(19)电子标签所有权转移成功；

(20)终止协议。

2.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(1c)、步骤(4b)中所述二次剩余的模公式如下：

M₁＝(A||B)²modn₁

其中，M₁表示加密后的消息；A、B表示参与加密的具体信息：A在步骤(1c)中表示接收阅读器的身份信息，A在步骤(4b)中表示接收阅读器解密后得到的随机数；B在步骤(1c)中表示转移阅读器产生的随机数，B在步骤(4b)中表示接收阅读器产生的随机数；n₁表示模公式的公钥：n₁在步骤(1c)中表示接收阅读器的公钥，n₁在步骤(4b)中表示转移阅读器的公钥；||表示消息级联操作；(·)²表示平方操作；mod表示模操作。

3.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(11a)、步骤(15a)中所述二次剩余的模公式如下：

M₂＝(C||D||E)²modn₂

其中，M₂表示加密后的消息；C、D、E表示参与加密的具体信息：C在步骤(11a)中表示转移阅读器解密得到的接收阅读器产生的随机数，C在步骤(15a)中表示电子标签的身份信息；D在步骤(11a)中表示电子标签的身份信息，D在步骤(15a)中表示共享秘钥修改指令消息解密后得到的接收阅读器产生的随机数；E在步骤(11a)中表示转移阅读器与电子标签之间的共享秘钥，E在步骤(15a)中表示新共享秘钥；n₂表示接收阅读器的公钥；||表示消息级联操作；(·)²表示平方操作；mod表示模操作。

4.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(2b)、步骤(5b)、步骤(12b)、步骤(16b)中所述计算二次剩余运算的解的具体步骤如下：

第1步，按照下式，计算公钥：

n＝p×q

其中，n在步骤(2b)、步骤(12b)、步骤(16b)中表示接收阅读器的公钥，n在步骤(5b)中表示转移阅读器的公钥；p表示一个512比特的大素数；q表示一个512比特的大素数；

第2步，按照下式，计算密文解密后的明文信息：

T²modn＝M₁

其中，T表示密文解密后得到的明文信息：T在步骤(2b)中表示接收阅读器的身份信息和转移阅读器产生的随机数的级联消息，T在步骤(5b)中表示转移阅读器发送给接收阅读器的随机数和接收阅读器产生的随机数的级联消息，T在步骤(12b)中表示接收阅读器发送给转移阅读器的随机数、电子标签的身份信息、转移阅读器与电子标签之间的共享秘钥的级联消息，T在步骤(16b)中表示接收阅读器发送给电子标签的随机数、电子标签的身份信息、新共享秘钥的级联消息；mod表示模操作；n在步骤(2b)、步骤(12b)、步骤(16b)中表示接收阅读器的公钥，n在步骤(5b)中表示转移阅读器的公钥；M₁表示发送的密文。

5.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(7c)、步骤(13b)中所述对称加密算法中的加密函数的具体步骤如下：

$M_3=E_{k_1}\left(A_1\right|\left|B_1\right|\left|C_1\right)$

其中，M₃表示加密后的消息；E表示对称加密算法中的加密函数；k₁表示转移阅读器与电子标签之间的共享密钥；A₁、B₁、C₁表示参与加密的具体信息：A₁在步骤(7c)中表示电子标签的身份信息，A₁在步骤(13b)中表示电子标签信息解密后得到的电子标签的身份信息；B₁在步骤(7c)中表示转移阅读器产生的随机数，B₁在步骤(13b)中表示接收阅读器产生的随机数；C₁在步骤(7c)中表示接收阅读器的公钥，C₁在步骤(13b)中表示共享秘钥修改指令；||表示消息级联操作。

6.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(9a)、步骤(17a)中所述对称加密算法中的加密函数的具体步骤如下：

$M_4=E_{k_2}\left(D_1\right)$

其中，M₄表示加密后的消息；E表示对称加密算法中的加密函数；k₂在步骤(9a)中表示转移阅读器与电子标签之间的共享密钥，k₂在步骤(17a)中表示解密新共享秘钥信息后得到的新共享秘钥；D₁表示参与加密的具体信息：D₁在步骤(9a)中表示认证请求消息解密后得到的转移阅读器产生的随机数，D₁在步骤(17a)中表示解密新共享秘钥信息后得到的电子标签信息；||表示消息级联操作。

7.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(8a)、步骤(14b)中所述对称加密算法中的解密函数的具体步骤如下：

$D_{k_1}\left(M_3\right)={A_1}^{\′}\left|\right|{B_1}^{\′}\left|\right|{C_1}^{\′}$

其中，D表示对称加密算法中的解密函数；k₁表示转移阅读器与电子标签之间的共享密钥；M₃表示加密后的消息；A₁′在步骤(8a)中表示认证请求消息解密后得到的电子标签的身份信息，A₁′在步骤(14b)中表示共享秘钥修改指令消息解密后得到的电子标签的身份信息；B₁′在步骤(8a)中表示认证请求消息解密后得到的转移阅读器产生的随机数，B₁′在步骤(14b)中表示共享秘钥修改指令消息解密后得到的接收阅读器产生的随机数；C₁′在步骤(8a)中表示认证请求消息解密后得到的接收阅读器的公钥，C₁′在步骤(14b)中表示共享秘钥修改指令消息解密后得到的修改秘钥的指令；||表示消息级联操作。

8.根据权利要求1所述的基于二次剩余的RFID标签所有权转移方法，其特征在于，步骤(10a)、步骤(18b)中所述对称加密算法中的解密函数的具体步骤如下：

$D_{k_2}\left(M_4\right)={D_1}^{\′}$

其中，D表示对称加密算法中的解密函数；k₂在步骤(10a)中表示转移阅读器与电子标签之间的共享密钥，k₂在步骤(18b)中表示新共享秘钥；M₄表示加密后的消息；D₁′在步骤(10a)中表示认证应答消息解密后得到的转移阅读器产生的随机数，D₁′在步骤(18b)中表示验证消息解密后得到的电子标签的身份信息。