[发明专利]一种RFID标签设备指纹认证系统

说明书

技术领域

本发明涉及设备指纹认证技术领域，尤其涉及一种RFID标签设备指纹认证系统。 

背景技术

目前对近耦合RFID标签的物理层认证研究表明，根据采集的射频信号抽取标签的设备指纹，进而进行标签识别，得到了2.43%的平均误识率。由于同一厂家的RFID标签的数量一般极其巨大，RFID标签的物理层认证问题仍是一个有待继续研究的问题。开发多种设备指纹（Device Fingerprint,DF），进而进行近耦合RFID标签身份的物理层融合认证是一个可行方法。DF是携带无线设备发射机硬件信息的接收无线电信号的变换，这种变换体现无线设备发射机的硬件性质并具有可比性。典型DF包括经典的由开机瞬态信号变换得到的Turn-on DF与最近出现的由无线网络物理层帧前导信号等变换得到的steady-state DF。 

近耦合RFID标签已经在供应链系统、电子护照与身份证中得到了广泛应用。近耦合RFID标签的资源一般极其有限，传统的密码与安全协议很难直接应用到RFID系统。近年来，一大批运行于应用层的轻量级与超轻量级密码与安全协议陆续被提出。然而，研究表明，RFID标签的数字信息很容易被复制；基于数字信息的应用层认证协议也容易存在安全漏洞。为此，急需新机制来实现近耦合RFID系统的信息安全增强与隐私保护。 

发明内容

本发明的目的在于为标签的融合识别提供新的硬件信息而提出一种RFID标签设备指纹变换方法。上述目的通过下述技术方案来实现。 

所述指纹认证系统，包括： 

由所述在近耦合状态下采集的RFID标签反馈给对应读写器的电磁感应信号x(t)； 

对所述信号x(t)进行低通滤波的第一低通滤波器LPF-1； 

由第一低通滤波器LPF-1输出的副载波下边带信号x₁(t)； 

对所述信号x₁(t)进行正交下变频形成I路和Q路信号的乘法器M； 

对所述I路和Q路信号进行低通滤波的第二低通滤波器LPF-2；； 

由第二低通滤波器LPF-2输出的低通信号x_I(t)与x_Q(t)； 

由所述信号x_I(t)和信号x_Q(t)复合形成的复信号r(t)； 

对所述复信号r(t)进行倒谱分析的设备指纹变换器DF-T。 

所述指纹认证系统的进一步设计在于，所述读写器发射的信号为ISO14443A RFID信号。 

所述指纹认证系统的进一步设计在于，所述数字载波o(t)为： 

o(t)＝cos[(w_T-w_s)t]。 

所述指纹认证系统的进一步设计在于，所述信号x₁(t)的行为级描述为： 

x₁(t)＝m(t)*h_tx(t)·cos[(w_T-w_s+Δw)t]+n(t)； 

其中，m(t)为RFID标签发送的基带数字信号；h_tx(t)为标签发送电路的等效单位冲击响应；w_T与w_s分别为标准规定的载波与负载波频率，w_T-w_s则表示为下边带频率；Δw为RFID系统实际谐振频率与w_T-w_s之间的频率差；n(t)为加性高斯白噪声。 

所述指纹认证系统的进一步设计在于，所述复信号r(t)是由所述信号x_I(t)、x_Q(t)进行如下复合形成， 

r(t)＝x_I(t)+j·x_Q(t)。 

所述指纹认证系统的进一步设计在于，所述设备指纹变换器DF-T对复信号r(t)进行倒谱分析，包括： 

对复信号r(t)进行傅立叶变换，获得对应信号R(w)： 

R(w)＝M(w-Δw)·H_tx(w-Δw)+N₁(w-Δw)； 

对上述信号R(w)提取乘项后进行求模、对数和反傅立叶变换，获得r(t)的倒 谱分量信号为：