[发明专利]一种基于多层密钥体制的RFID标签认证方法

权利要求书

1.一种基于多层密钥体制的RFID标签认证方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、密钥管理和发卡认证系统KMD采用多层密钥体制实现对安全阅读器SRW中阅读器密码模块的密钥资源生成及离线分发；

步骤2、密钥管理和发卡认证系统KMD实现对RFID标签的密钥资源和RFID标签ID的生成及离线分发；

步骤3、密钥管理和发卡认证系统KMD实现安全阅读器SRW的身份认证与密钥协商；

步骤4、密钥管理和发卡认证系统KMD实现RFID标签的身份认证与密钥协商，以及安全阅读器SRW实现转发RFID标签认证数据以及对RFID标签的初始化；

步骤1包括如下子步骤：

步骤11、初始化密钥管理和发卡认证系统KMD管理员与操作员并成功登录；

步骤12、阅读器密码模块与安全阅读器SRW绑定成功并与密钥管理和发卡认证系统KMD通信连接；

步骤13、在阅读器密码模块产生阅读器密码模块签名私钥SR.SPRk，并向密钥管理和发卡认证系统KMD请求密钥分发，同时对阅读器密码模块始加密公钥SR.ICPUK签名；

步骤14、密钥管理和发卡认证系统KMD接收并验证阅读器密码模块初始加密公钥SR.ICPUK，在进行完整性校验后生成阅读器密码模块的相关密钥资源，包括：敏感数据保护密钥SR.KEK、阅读器密码模块本地保护密钥SR.SPK、阅读器密码模块传输加密密钥SR.TK、阅读器密码模块认证密钥SR.CK、以及标签认证密钥TAG.DK，并将相关密钥资源下发至阅读器密码模块；

步骤15、密钥管理和发卡认证系统KMD将生成的阅读器密码模块的相关密钥资源经安全阅读器SRW下发至阅读器密码模块进行保存；

步骤16、阅读器密码模块返回密钥分发成功通信帧，并经安全阅读器SRW转发至密钥管理和发卡认证系统KMD，完成对安全阅读器SRW中阅读器密码模块的密钥资源生成及离线分发；

步骤2包括如下子步骤：

步骤21、安全阅读器SRW向密钥管理和发卡认证系统KMD发起RFID标签发卡通信帧请求；

步骤22、密钥管理和发卡认证系统KMD生成RFID标签ID和RFID标签认证密钥并下发至安全阅读器SRW；

步骤23、安全阅读器SRW将RFID标签ID与RFID标签认证密钥写入至RFID标签，并立即清除缓存中的RFID标签ID和RFID标签认证密钥；

步骤24、RFID标签返回密钥分发成功通信帧，并经安全阅读器SRW转发至密钥管理和发卡认证系统KMD，完成对RFID标签的密钥资源和RFID标签ID的生成及离线分发；

步骤3包括如下子步骤：

步骤31、安全阅读器SRW向阅读器密码模块发起安全阅读器与密钥管理和发卡认证系统KMD认证通信帧请求，通过通信帧将安全阅读器ID发送至阅读器密码模块；

步骤32、阅读器密码模块接收到安全阅读器与密钥管理和发卡认证系统KMD认证通信帧请求后组装安全认证请求协议帧；

步骤33、安全阅读器SRW将安全认证请求协议帧发送至密钥管理和发卡认证系统KMD；

步骤34、密钥管理和发卡认证系统KMD接收安全认证请求协议帧，并解析出安全协议帧数据进行安全认证，包括完整性校验和比对安全阅读器SRW与阅读器密码模块绑定关系；在对安全阅读器SRW的安全认证成功后发送认证响应通信帧至安全阅读器SRW，安全阅读器SRW再将认证响应通信帧转发至阅读器密码模块；

步骤35、阅读器密码模块收并解析认证响应通信帧，并在完整性校验后组装认证确认安全协议帧发到安全阅读器SRW，安全阅读器SRW再将认证确认安全协议帧发送到密钥管理和发卡认证系统KMD；

步骤36、密钥管理和发卡认证系统KMD利用认证安全协议帧计算会话密钥并保存；

步骤4包括如下子步骤：

步骤41、安全阅读器SRW向RFID标签发送激活标签命令；

步骤42、RFID标签向安全阅读器SRW返回RFID标签ID；

步骤43、阅读器收到RFID标签ID后组装携带RFID标签ID的标签上报安全协议帧，并将标签上报安全协议帧发送到密钥管理和发卡认证系统KMD；

步骤44、密钥管理和发卡认证系统KMD接收到标签上报安全协议帧，在完整性校验后解析出安全协议帧数据，并验证解析出的RFID标签ID安全有效时计算新的RFID标签ID和新的RFID标签认证密钥，然后组装标签上报响应帧，并将组装的标签上报响应帧发送到安全阅读器SRW；

步骤45、安全阅读器SRW将标签上报响应帧发送至阅读器密码模块，解析并验证成功后继续步骤46；

步骤46、安全阅读器SRW向RFID标签发起认证请求；

步骤47、认证成功后RFID标签更新RFID标签ID和RFID标签认证密钥，并向安全阅读器SRW返回成功更新标志上报安全协议帧；

步骤48、安全阅读器SRW将成功更新标志上报安全协议帧转发至密钥管理和发卡认证系统KMD；

步骤49、密钥管理和发卡认证系统KMD完成校验标签认证成功。