کلاسهای متفاوت پروتکل های تصدیق RFID (مقاله ترجمه شده)

چکیدهسامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID) تکنولوژی به روز و در حال پیشرفتی است. محدودیت های اصلی تکنولوژی RFID موارد امنیتی و حریم شخصی هستند. بسیاری از روش ها، از جمله رمزنگاری، تصدیق و تکنیکهای سخت افزاری، برای گذر از مشکلات امنیتی و حریم شخصی ارائه شده اند. این مقاله روی پروتکلهای تصدیق یا تایید متمرکز شده است. ترکیب محبوبیت تکنولوژِی RFID و نا امن بودن آن منجر به سیل پروتکلهای مشترک تصدیق شده است. پروتکلهای تصدیق به عنوان کامل، ساده، سبک و فوق سبک طبقه بندی می شوند. از سال 2002 تا به الان، تحقیقات مهمی انجام شده و پروتکلهای بسیاری نیز عرضه شده اند که برخی از این پروتکلها نیاز به ارتقا دارند. مقاله پیش رو پروتکلهای تصدیق مشترک RFID اخیرا ارائه شده را طبق کلاس تصدیق آن با جزئیات کامل بررسی می نماید. پروتکلهای که اکثرا بر اساس امنیت، تکنیک مقایسه شده اند مبتنی بر پروتکل هایی هستند که پروتکلهای ارائه شده با آنها و در نهایت، روش های تایید پروتکلها با یکدیگر مقایسه شده اند. نکات مهم این مقایسه در دو جدول تجمیع شده اند.مقدمهسامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID)برای شناسایی اشیا با برچسبی کوچک در حال ایجاد است. این تکنولوژی به عنوان یکی از ضروری ترین تکنولوژی های این چند دهه قلمداد می شود . سیستمهای RFID از یک برچسب، یک برچسب خوان و یک سرور دیتابیس پشت خط تشکیل شده است. برچسب خوان شناساگر های نشگانگر های RFID را خوانده و هویت جستجو ها را برای سرور پشت خط می فرستند. اطلاعات بدست آمده از برچسب ورودی به پایگاه داده پشت خط خواهد بود.برچسب ها در سه طبقه بسته به نوع تغذیه آنها دسته بندی میشوند: برچسب های فعال، نیمه فعال و غیر فعال. برچسب های RFID فعال نیازمند یک باتری داخلی برای تغذیه اجزای الکترونیکی خود و تولید سیگنال برای برچسب خوان هستند. برچسب های نیمه فعال و یا به عبارتی نیمه غیر فعال تنها از قدرت باتری برای روشن کردن مدار میکروچیپ استفاده می کنند و انرژی ساخت سیگنال پاسخ برای برچسب خوان را از سیگنال رادیویی برچسب خوان بدست می اورند. برچسب های غیر فعال تمام انرژی خود را از برچسب خوان بدست می آورند. علاوه بر این برچسب های RFID در سه بازه فرکانسی دسته بندی می شوند: فرکانس ضعیف(125-134KHz) فرکانس بالا(13.56KHz) و فرکانس فوق بالا(860-960KHz)]2[. برچسب های غیر فعال RFID (کم هزینه) که با پهنا های فرکانس فوق بالا کار می کنند امکان نو آوری را در حوزه های کاربرد روزانه، مثل ساخت اکسس کنترل، مدیریت زنجیره تجهیزات و موقعیت یابی کالا ها فراهم کرده اند. استاندارد کد الکترونیکی کالا(EPC) کلاس 1 (C1) نسل دوم(Gen2) مثالی از تکنولوژی های غیر فعال RFID است]3[.پروتکل های تأیید شدهلوپز و همکاران [5] راه حل های بسیاری برای غلبه بر مسائل امنیتی و خطرات مرتبط با سیستم های RFID را معرفی کردند.در این مطالعه، ما قصد داریم تا پروتکل های تأیید شده را عمیق تر کنیم. تأییدیه اولین قدم در دفاع در مقابل حملات بی سیم به سیستم های RFID می باشد. هنگامی که سرور هویت برچسب RFID را تأیید می کند، اعتماد به برچسب آغاز می شود.پس از تاییده، خواننده می تواند به محتویات برچسب های تأیید شده دسترسی پیدا کند.دسته های (کلاس های) پروتکل های تأیید شدهچین [6] اظهار داشت که پروتکل های تاییدی به چهار دسته با توجه به هزینه محاسبات برچسب و عملیات پشتیبانی شده تقسیم می شوند.•پروتکل های کاملا پیشرفته: پروتکل هایی که از رمزگذاری متقارن و نامتقارن و تابع یک طرفه پشتیبانی می کند. مثالها در [7، 8] هستند.•پروتکل های ساده: پروتکل هایی که از تابع هش و مولد عدد تصادفی پشتیبانی می کند (RNG). نمونه هایی از این دسته در [9، 10] ارائه شده است.• پروتکل های سبک: پروتکل هایی که از بررسی افزونگی چرخه ای (CRC) و RNG پشتیبانی می کند. مثالها در [11-14] ارائه شده است.• پروتکل فوق العاده سبک: پروتکل هایی که به ویژه برای دستگاه های بسیار محدود طراحی شده اند. اینها پروتکل ها فقط شامل عملیات ساده بیتی (مانند AND، OR، XOR) در برچسب ها می باشند. مثالها در [15، 16] داده شده است.بررسی و مقایسه پروتکل های تأییدیبر خلاف مطالعه و بررسی سو [17] که در آن پروتکل ها با توجه به خدمات ارائه شده و الگوریتم های استفاده شده طبقه بندی شده اند، این بخش، 22 پروتکل تایید شده پیشنهادی اخیرا RFID را با توجه به کلاس خود معرفی می کند؛ برخی از پروتکل ها به طور دقیق مورد بررسی و توضیح قرار می گیرند در حالی که سایر پروتوکل ها در جداول به دلیل فضای محدود ارائه شده اندستون اول جدول 1 ، 22 پروتکل را بر اساس کلاس خود فهرست می کند که از تمام پیشرفته شروع می شود و به پروتکل فوق العاده سبک ختم می شود. ستون دوم تابعی را ارائه می دهد كه پروتكل بر آن مبتنی است. ستون سوم ابزار تأییدیه مورد استفاده برای تصدیق را ارائه می دهد.پروتکل­های کاملا پیشرفتهدسته کاملا تکامل­یافته (پیشرفته) [ی پروتکل­ها] شامل الگوریتم­های رمزنگاری است که عمدتا به دو گروه الگوریتم­های متقارن و نامتقارن تقسیم می­شوند. الگوریتم­های نامتقارن مبتنی بر رمزنگاری منحنی بیضی­شکل (ECC)، از جهت سرویس­ها و میزان امنیتی که ارائه می­کنند، قوی به حساب می­آیند. در مقایسه با سیستم شیوه‌ای رمزنگاری به روش کلید عمومی (RSA)، سیستم­های بر پایه­ی ECC، کوچکتر (کم حجم­تر)، سریع­تر و با مصرف انرژی پایین­تری هستند. از این رو برای سیستم­های با محدودیت منابع، الگوریتم­های مبتنی بر ECC انتخاب بهتری نسبت به الگوریتم RSA هستند. اشاره شده است که سیستم RSA، یک متغیّر مبتنی بر ECC دارد. به همین جهت بسیاری از پروتکل­های تاییده شده بر پایه­ی ECC، برای اجرای تگ­هایی یا برچسب هایی (کدهای برنامه­نویسی) دارای محدودیت شدید ارائه شده­اند.ارزیابی قیاسیدر جدول 2، پروتکل ها با یکدیکر در زمینه تهدیدات امنیتی و خدمات با یکدیگر مقایسه شده اند. هر کدام از پروتکل های مورد مقایسه قابلیت ویژه ای در حل مشکلات امنیتی و حریم خصوصی دارد. بعد از اینکه تعداد تیک ها از جدول شمرده شد، کلاسی که بر بیشتر تهدیدات فایق آمده و بیشترین خدمات را ارائه دهد به تکامل رسیده است و کلاسی که بر کمترین تهدیدات فایق آمده و کمترین خدمات را ارائه می دهد کلاس فوق سبک است. پروتکلی که در ]33[ ارائه شده است که که بهترین امنیت را ارائه می دهد کامل است و بر 9 مورد از تهدیدات غلبه کرده و 9 خدمت را ارائه می دهد. پروتکلی که در ]106[ارائه شده است، که کمترین امنیت را به همراه دارد فوق سبک بوده و بر 3 تهدید غلب کرده و تعداد 0 خدمت را ارائه می دهد. انتظار می رود که تعریفات کلاس های بازشناسی را مد نظر قرار دهید. به عبارت دیگر، کمترین دست آورد را زمانی از یک پروتکل بازشناسی خواهیم داشت که قدرت سخت افزاری برچسب ضعیف است. جای تعجب ندارد که بیشتر برنامه های RFIDمحور از جمله دسترسی کنترل ساختمان]152[، پاسپورت هی الکترونیک]153[، عوارضی الکترونیکی]154[و جریمه الکترونیک]155[از کلاس به تکامل رسیده استفاده می کنند. علاوه بر این تکنولوژی هایی که در حجم گسترده در این حوزه استفاده می شوند، مثل کالیپسو]156[و بیشتر نسلهای MIFARE ]157[از کلاس به تکامل رسیده استفاده می کنند. وقتی که مسئله زندگی یک شخص و حریم خصوصی است، اینگونه انتظار می رود. با این حال، هزینه ها باید کاهش داشته باشد و نیاز برای پروتکلهای سبک و فوق سبک بیشتر و قوی تری بر همگام واضح است. برای خوانندگانی که نیاز به تعمق در مورد ویژگی های خاصی هستند، لطفا ]158[ را بررسی نمایید. نتیجه گیریاستفاده از پروتکل های بازشناسی اولین مرحله در در مقابله با حملات بیسیم به سیستمهای RFIDاست. مقاله پیش رو برخی از پروتکل های بازشناسی RFIDاخیر را بررسی و مقایسه کرده است. نکات اصلی این مقایسه در جداول 1 و 2 ارائه شده است. جدول 1 نشان می دهد که برای مقابله با با این حملات و حصول اطمینان از امنیت و حریم شخصی، پروتکل های بازشناسی بررسی شده روش های متفاوتی را پیش گرفته اند ، مثل ECC، توابع هاش، تولید کنندگان اعداد تصادفی و تلفیق، تفکیک، بیت ترکیبی و عملیات های چرخش؛ و متد های تایید متفاوتی برای تایید پروتکل های معرفی شده استفاده شده اند. با اینکه برچسب های RFIDارزان قیمت به شدت محدود به سخت افزار خود هستند، در زمینه های ذخیره سازی و ظرفیت پردازش، ولی اکثر پروپوزال های بررسی شده در کلاس تکامل یافته قرار دارند و تعداد کمی از آنها در کلاس فوق سبک قرار می گیرند.جدول 2 نشان داده که هرکدام از پروتکلهای بررسی شده قابلیت خاصی برای مواجهه با مسائل امنیتی و حریم خصوصی است. پروتکل های تکامل یافته بسیاری از تهدیدات را پشت سر می گذارند خدمات بسیاری نسبت به دیگر پروتکل ها ارائه میدهند. با در نظر گرفتن تعاریف کلاس های بازشناسی و هدفی که پروتکلهای بازشناسی باید به آن دست پیدا کنند، چنین نتیجه ای انتظار میرود.مقاله حاضر اینچنین نتیجه می گیرد که نیاز برای پروتکل های بازشناسی قوی تر وجود دارد، علی الخصوص در زمینه پروتکل های بازشناسی فوق سبک. لذا ضروریست پروتکل بازشناسی قوی تری ارائه شود که روش یکپارچه ای برای مواجهه با همه یا حداقل بیشتر تهدیدات را نسبت به پروتکل های ارائه شده در این مقاله را در کارآتی خود داشته باشد.این مقاله در سال 2017 در نشریه اسپرینگر و در مجله شبکه های بی سیم، توسط گروه مهندسی کامپیوتر منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله کلاسهای متفاوت پروتکل های تصدیق RFID در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.