KR20110074441A - Ｒｆｉｄ 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법 - Google Patents

Ｒｆｉｄ 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110074441A
KR20110074441A KR1020100127864A KR20100127864A KR20110074441A KR 20110074441 A KR20110074441 A KR 20110074441A KR 1020100127864 A KR1020100127864 A KR 1020100127864A KR 20100127864 A KR20100127864 A KR 20100127864A KR 20110074441 A KR20110074441 A KR 20110074441A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tag
reader
encryption key
resp
response
Prior art date
Application number
KR1020100127864A
Other languages
English (en)
Inventor
원양돈
강부중
임을규
조성호
Original Assignee
삼성테크윈 주식회사
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성테크윈 주식회사, 한양대학교 산학협력단 filed Critical 삼성테크윈 주식회사
Priority to PCT/KR2010/009276 priority Critical patent/WO2011078603A2/en
Publication of KR20110074441A publication Critical patent/KR20110074441A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3234—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials involving additional secure or trusted devices, e.g. TPM, smartcard, USB or software token
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0861—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0869—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords involving random numbers or seeds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0891—Revocation or update of secret information, e.g. encryption key update or rekeying
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3271—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using challenge-response
    • H04L9/3273—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using challenge-response for mutual authentication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06—Authentication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 태그와 리더간 상호 인증 방법은 단계들 (a) 내지 (f)를 포함한다. 단계 (a)에서는, 태그와 리더가 태그의 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키, 및 제2 암호화키를 포함하는 태그 정보를 저장한다. 단계 (b)에서는, 리더가 난수(N_R)를 생성하여 태그로 전송한다. 단계 (c)에서는, 난수(N_R)를 수신한 태그가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성한 후 리더로 전송한다. 단계 (d)에서는, 리더가, 상기 CRC 연산 기능을 이용하여 상기 응답(RESP_T)을 검증하고, 검증 결과의 응답(RESP_R)을 생성한 후 태그로 전송한다. 단계 (e)에서는, 태그가, 상기 CRC 연산 기능을 이용하여 리더로부터의 검증 결과의 응답(RESP_R)을 검증하고, 제1 암호화키 및 제2 암호화키를 업데이트한다. 단계 (f)에서는, 리더가 제1 암호화키 및 제2 암호화키를 업데이트한다.

Description

ＲＦＩＤ 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법{Method for mutual authentication between tag and reader in radio frequency identification system}
본 발명은, 태그와 리더간 상호 인증 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태그와 리더를 포함하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템의 동작 방법으로서의 태그와 리더간 상호 인증 방법에 관한 것이다.
일반적인 태그와 리더는 EPC(Electronic Product Code)-global의 표준에 따라 메모리 접근이나 특수 명령어들에 대해서는 암호화 방식의 인증을 제공하고 있으나, 일반적인 통신에는 인증(Authentication) 과정이 포함하지 않고 있다. 특히 태그의 인식 정보인 EPC 교환에 대해서는 특별한 인증 과정을 거치고 있지 않고 있다. 이러한 환경에서는 비합법적인 리더가 태그의 인식 정보를 습득할 수 있으며, 비합법적인 태그가 리더에 인식될 수도 있어, RFID 시스템에 치명적인 결과를 야기시킬 수 있는 잠재적인 위험요소가 존재한다. 이런 상황에 대응하기 위하여 태그와 리더 사이의 상호 인증 과정에 대한 기술이 많이 제안되었으나, 대칭암호화나 해쉬 함수와 같은 무거운 암호학적 알고리즘들을 사용하고 있어, 저가형 RFID 태그에는 적용하기 어려운 점이 많다.
이러한 암호화 알고리즘은 하드웨어 게이트 면적이나 전력 소모량 측면 등에서 저가형 태그에서 동작하는 것은 어렵다. 이로 인해 저가형 태그에 인증 과정을 추가하기 어려운 상황이며, 비합법적인 태그 또는 비합법적인 리더가 RFID 시스템에서 아무런 제약 없이 동작할 수 있다. 결국 전송될 잘못된 태그 인식 정보 등으로 인해 RFID 시스템의 데이터가 오염될 가능성이 있는 상황이며, 또한 태그 측면에서도 리더가 합법적인 대상인지 확인할 방도가 없어, 비합법적인 리더가 합법적인 태그들로부터 인식 정보를 손쉽게 획득할 수 있으며, 이로 인해 개인 정보 유출이나 RFID 태그 복제와 같은 위협에 노출되어 있다.
본 발명의 실시예들은, RFID 시스템에서 비합법적인 태그 또는 리더가 침범할 수 없게 하면서도 상대적으로 단순한 알고리즘을 사용할 수 있는 태그와 리더간 상호 인증 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태그와 리더를 포함하는 RFID 시스템의 동작 방법으로서의 태그와 리더간 상호 인증 방법에 있어서, 단계들 (a) 내지 (f)를 포함할 수 있다.
상기 단계 (a)에서는, 상기 태그와 리더가 상기 태그의 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키, 및 제2 암호화키를 포함하는 태그 정보를 저장한다.
상기 단계 (b)에서는, 상기 리더가 난수(N_R)를 생성하여 상기 태그로 전송한다.
상기 단계 (c)에서는, 상기 난수(N_R)를 수신한 태그가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성한 후 상기 리더로 전송한다.
상기 단계 (d)에서는, 상기 리더가, 상기 CRC 연산 기능을 이용하여 상기 응답(RESP_T)을 검증하고, 검증 결과의 응답(RESP_R)을 생성한 후 상기 태그로 전송한다.
상기 단계 (e)에서는, 상기 태그가, 상기 CRC 연산 기능을 이용하여 상기 리더로부터의 상기 검증 결과의 응답(RESP_R)을 검증하고, 상기 제1 암호화키 및 제2 암호화키를 업데이트한다.
상기 단계 (f)에서는, 상기 리더가 상기 제1 암호화키 및 제2 암호화키를 업데이트한다.
또한, 상기 단계 (a)에서, 상기 태그 정보가 임시 ID(EID_T)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리더가 상기 태그의 고유 식별 ID(EPC_T), 상기 업데이트된 제1 및 제2 암호화키(K1,K2)를 이용하여 새로운 임시 ID(EID_T)를 생성하는 단계 (g)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (c)가 단계들 (c-1) 내지 (c-3)을 포함할 수 있다.
상기 단계 (c-1)에서는, 상기 태그가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1), 제2 암호화키(K2)를 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T) 생성한다.
상기 단계 (c-2)에서는, 상기 태그가, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_T)을 생성한다.
상기 단계 (c-3)에서는, 상기 태그가 상기 생성한 임시 ID(EID_T), 난수(N_T) 및 응답(RESP_T)을 상기 리더로 전송한다.
또한, 상기 단계 (d)가 단계들 (d-1) 내지 (d-4)를 포함할 수 있다.
상기 단계 (d-1)에서는, 상기 리더가 상기 수신한 임시 ID(EID_T)에 해당하는 상기 태그 정보(EPC, K1, K2)를 불러온다.
상기 단계 (d-2)에서는, 상기 리더가, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 상기 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산한 결과값이 응답(RESP_T)과 일치하는지 비교한다.
상기 단계 (d-3)에서는, 일치하는 경우, 상기 리더가 상기 태그를 합법적인 태그로 인증한다.
상기 단계 (d-4)에서는, 상기 리더가, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 상기 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_R)을 생성한 후 태그로 전송한다.
한편, 상기 단계 (c)가, 단계들 (c-1) 내지 (c-5)을 포함할 수 있다.
단계 (c-1)에서는, 상기 태그가 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여, CRC 연산자를 생성한다.
단계 (c-2)에서는, 상기 태그가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_R), 및 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성한다.
단계 (c-3)에서는, 상기 태그가 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성한다.
단계 (c-4)에서는, 상기 태그가 상기 CRC 결과값과 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여, 응답(RESP_T)을 생성한다.
단계 (c-5)에서는, 상기 태그가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_T) 및 응답(RESP_T)을 상기 리더로 전송한다.
또한, 상기 단계 (d)가 단계들 (d-1) 내지 (d-5)를 포함한다.
단계 (d-1)에서는, 상기 리더가 상기 수신한 고유 식별 ID(EPC_T)에 해당하는 변경전 제1 암호화키(Kold), 변경후 제1 암호화키(Knew), 변경전 제2 암호화키(Pold), 및 변경후 제2 암호화키(Pnew)를 불러온다.
단계 (d-2)에서는, 상기 리더가 상기 변경전 제1 암호화키(Kold)를 사용하여 제1 검증용 값(RESP_V1)을 생성한다.
단계 (d-3)에서는, 상기 리더가 상기 태그로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제1 검증용 값(RESP_V1)과 일치할 경우, 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 상기 태그로 전송한다.
단계 (d-4)에서는, 상기 태그로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제1 검증용 값(RESP_V1)과 일치하지 않을 경우, 상기 리더가 상기 변경후 제1 암호화키(Knew)를 사용하여 제2 검증용 값(RESP_V2)을 생성한다.
단계 (d-5)에서는, 상기 리더가, 상기 태그로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제2 검증용 값(RESP_V2)과 일치할 경우, 제2 인증용 응답(RESP_R2)을 생성하여 상기 태그로 전송한다.
또한, 상기 (d-3)단계에서 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 상기 태그로 전송함에 있어서, 단계들 (91) 내지 (95)를 포함한다.
상기 단계 (91)에서는, 상기 리더가 상기 변경전 제2 암호화키(Pold)와 수신된 상기 난수(N_T)를 배타적 논리합 연산하여, CRC 연산자를 생성한다.
상기 단계 (92)에서는. 상기 리더가, 수신된 상기 고유 식별 ID(EPC_T)와 상기 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성한다.
상기 단계 (93)에서는, 상기 리더가, 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성한다.
상기 단계 (94)에서는, 상기 리더가, 상기 CRC 결과값과 상기 변경전 제2 암호화키(Pold)를 배타적 논리합 연산하여, 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성한다.
상기 단계 (95)에서는, 상기 리더가, 생성된 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 상기 태그로 전송한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 암호화키들이 지속적으로 변함에 따라 태그 및 리더의 응답들(RESPT 및 RESPR)이 지속적으로 변할 수 있으므로, 인증과정의 보안 레벨이 향상될 수 있다. 또한, 메시지 암호화 시에 hash 함수와 같이 무거운 암호화 함수대신에 일반적으로 메시지 오류검사에 사용하는 CRC 함수를 활용함으로써, 수동형 태그의 하드웨어적인 제약사항을 극복하면서 리더와 태그간 상호인증이 안전하게 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 의한 태그와 리더간 상호 인증 방법에 의하면, RFID 시스템에서 비합법적인 태그 또는 리더가 침범할 수 없게 하면서도 상대적으로 단순한 알고리즘이 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 태그가 상기 리더에 전송할 응답(RESP_T)을 생성함에 있어서, 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2)를 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T)를 생성하고, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_T)을 생성한다.
이 경우, 고유 식별 ID(EPC_T) 및 복수의 암호화키들(K1, K2)을 이용하여 암호화된 임시 ID가 사용되므로, 리더와 태그간 상호인증이 보다 안전하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 암호화키(K1)의 상위 비트들과 하위 비트들이 분리되어 CRC 연산에 사용됨에 따라, 비합법적인 태그가 상기 응답(RESP_T), 난수들(N_R,(N_T)을 수신하더라도 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
한편, 상기 태그가 상기 리더에 전송할 응답(RESP_T)을 생성함에 있어서, 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산자를 생성하고, 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_R), 및 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성한 후, 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성할 수도 있다.
이 경우, 상기 CRC 연산자가 상기 제1 암호화키(K)에 의하여 지속적으로 변하므로, 지속적으로 변하는 제1 암호화키(K)를 알 수 없는 상태에서 CRC 특성이 이용될 수 없다. 따라서, 비합법적인 태그가 상기 응답(RESP_T), 난수들(N_R, N_T)을 수신하더라도 CRC 특성을 이용하여 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
상기와 같은 방법들과 효과들은 리더가 태그에 응답(RESP_R)을 전송하는 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 비합법적인 리더가 상기 응답(RESP_R) 및 난수들(N_R, N_T)을 수신하더라도 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
도 1은 태그 및 리더를 포함하는 RFID 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 도 2에서 태그가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성하여 전송하는 단계(230)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 4는 도 2에서 리더가 CRC 연산 기능을 이용하여 태그 응답(RESP_T) 검증 및 자신의 응답(RESP_R)을 생성하여 전송하는 단계(240)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 5는 도 2에서 태그가 리더 응답(RESP_R)을 검증하고 제1 및 제2 암호화키(K1,K2)를 업데이트하는 단계(250)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RFID 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 도 6에서 태그가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성하여 전송하는 단계(630)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 8은 도 6에서 리더가 CRC 연산 기능을 이용하여 태그 응답(RESP_T) 검증 및 자신의 인증용 응답(RESP_R)을 생성하여 전송하는 단계(640)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 9는 도 8에서 리더가 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 태그로 전송하는 단계(646)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
도 10은 도 6에서 태그가 리더 응답(RESP_R)을 검증하고 제1 및 제2 암호화키(K,P)를 업데이트하는 단계(650)를 상세히 보여주는 흐름도이다.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 태그(100) 및 리더(200)를 포함하는 RFID 시스템을 보여준다.
태그(100)는 통합된 안테나를 갖춘 IC칩을 말하며 장비나 사물 등에 삽입되어 무선주파수를 사용한 리더기(10)를 통해 인식되는 과정을 거친다. 태그(100)는 전원의 유무에 따라 전원을 가지고 있는 능동형과 내부나 외부로부터 접적인 전원의 공급 없이 리더(200)의 전자기장에 의해 작동되는 수동형, 전원을 갖추고 있으나 센서구동 등에 보조적으로 사용되는 준-수동형으로 나뉘며, Read와 Write의 지원 유무에 따라 구분되기도 한다. 또한 주파수 대역에 따라 구분되기도 하는데 RFID의 방식별 구분에 대한 내용은 다음과 같다. 일반적으로 수동형의 경우 Read only의 형태를 보이며 가볍고, 가격도 저렴하며, 반영구적으로 사용이 가능하다는 장점을 가지고 있지만, 인식거리가 짧고 리더(200)에서 더 많은 전력을 소모한다는 단점을 보인다. 능동형의 경우 Read/Write의 형태를 보이며, 리더(200)의 필요 전력을 줄이고, 인식거리를 멀리 할 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 전원이 부착되어 있어 작동시간에 제한이 있고, 가격이 비싸다는 단점을 보이고 있다. 태그(100)는 전원유무에 따라 능동형과 수동형으로 구분되나 데이터를 저장하거나 정보를 교환하는 기능적인 측면에서는 거의 동일하다. 또한, RFID는 사용 주파수 대역에 따라 인식거리, 인식 속도, 환경에 대한 영향 측면에서 다른　특성을 가지게 된다.
리더(200)는 응용프로그램을 수행하는 PC, PDA 또는 또 다른 단말기와　여러 가지 통신 방법(RS-232/485, USB, W/LAN)으로 연결되며, 태그(100)와 무선으로 송수신하는 역할을 수행한다. 리더(200)는 태그(100)의 정보를 읽어내기 위해 태그(100)와 송/수신하는 기기이며, 태그(100)에서 수집된 정보를 네트워크로　전송하는 기능을 한다. 현재 리더(200)는 안테나 성능 및 주변 환경에 의해 인식 거리, 인식 정확도가 영향을 받아 적용 범위가 제한되는 특성이 있으므로, 향후 13.56MHz, 900MHz, 433MHz등의 다양한 주파수 대역에서 동작하는 리더(200)와, EPC Code 및 ISO 18000 계열의 코드 등 다중 코드를 인식하는 리더(200)가 필요하게 될 것이다. 리더(200)는 수동형 태그(100)가 동작할 수 있는 전력과 명령어를 무선 반송파 신호로 태그(100)에 전송하고, 태그(100)로부터 응답을 수신하여 신호를 복원하는 기능을 수행한다. 리더기(10)는 고정형과 핸드헬드(hand held)형으로 크게 나누며, 핸드　헬드형에는 안테나가 포함된 일체형이 일반적이며 고정형은 안테나 연결이 가능한 2채널에서 4채널까지 연결할 수 있게 구성되어 있다.
본 발명에서는, 태그(100)와 리더(200) 간에 상호 인증을 제공하기 위하여 질의/응답(challenge/response) 방식을 사용한다. 질의/응답 방법은 인증을 받으려는 개체에 문제를 내고, 그 문제를 맞추면 인증 과정을 통과시키는 방법이다. 예를 들면, 리더(200)가 태그(100)에게 난수를 생성하여 전송하면, 태그(100)는 수신한 난수와 자신의 고유 정보인 키 값과 배타적 논리합 연산하여 송신한다. 리더(200)는 기존에 저장해 놓았던 태그(100)의 키 값과 자신이 송신한 난수와 배타적 논리합 연산을 수행하고, 태그(100)로부터 수신한 값과 비교한다. 두 개의 값이 일치하면, 리더(200)는 태그(100)를 인증하게 된다. 이 경우에는 리더(200)만 태그(100)를 인증한 것으로 단방향 인증이라고 할 수 있다. 추가적으로 태그(100)가 리더(200)를 인증하게 되면, 인증에 참여한 개체가 서로 인증을 한 경우로, 상호 인증이라고 할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 태그(100)와 리더(200) 사이의 응답 생성을 위해서 해시 함수와 같은 무거운 암호학적 알고리즘 대신에 태그(100)의 내부에 장착되어 있는 CRC 연산 기능을 이용한다. CRC(순환 중복 코드 또는 순환 잉여 코드)는 데이터를 전송할 때 전송된 데이터에 오류가 있는지 확인하기 위해 사용되는 코드이다. EPCglobal Class-1 Gen-2 표준에서는 16bit CRC코드가 사용되며, 무선주파수 채널(channel)에서 노이즈(noise)나 간섭(interference) 또는 데이터 충돌(data collision)로 인한 데이터전송의 오류(error)가 있는지 검출(detect)하기 위해 사용된다. 즉, CRC는 보안의 용도로 사용되는 것이 아니지만, 본 발명에서는 EPCglobal Class-1 Gen-2 표준에서 승인된 CRC 연산 기능을 활용하여 정보 보안 방법에 응용하고자 하는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템에서 태그(100)와 리더(200)간 상호 인증 방법의 동작을 보여준다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따상호 인증 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 태그(100) 및 리더(200)는 태그(100) 정보 즉, 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1), 제2 암호화키(K2) 및 임시 ID(EID_T)를 공유한다(단계 210). 이러한 태그(100) 정보는 리더(200) 이외에 외부 데이터베이스(미도시)에 저장될 수 있다. 데이터베이스에 태그(100) 정보가 저장된 경우, 리더(200)는 데이터베이스에 접근하여 태그(100) 정보를 리드할 수 있다.
태그(100) 정보를 공유하는 리더(200)는 난수(N_R)를 생성하여 태그(100)로 전송한다(단계 210).
리더(200)로부터 난수(N_R)를 수신한 태그(100)는 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성하여 리더(200)로 전송한다(단계 230). 도 3을 참조하여, 도 2에서 태그(100)가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성하여 전송하는 단계(230)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 태그(100)는 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1), 제2 암호화키(K2)를 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T)를 생성한다(단계 231).
이후 태그(100)는 수신한 난수(N_R)와 제1 암호화키(K1)의 상위 비트를 배타적 논리합 연산하고, 자신의 난수(N_T)와 제1 암호화키(K1)의 하위 비트를 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_T) 생성한다(단계 232).
그리고 나서 생성한 임시 ID(EID_T), 난수(N_T) 및 응답(RESP_T)을 리더(200)로 전송한다(단계 233).
도 2로 돌아와서, 태그(100) 응답(RESP_T)을 수신한 리더(200)는 CRC 연산 기능을 이용하여 태그 응답(RESP_T) 검증 및 자신의 응답(RESP_R)을 생성하여 태그(100)로 전송한다(단계 240). 도 4를 참조하여, 도 2에서 리더(200)가 CRC 연산 기능을 이용하여 태그 응답(RESP_T) 검증 및 자신의 응답(RESP_R)을 생성하여 전송하는 단계(240)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
리더(200)는, 태그(100)로부터 수신한 임시 ID(EID_T)에 해당하는 태그 정보 즉, 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1), 제2 암호화키(K2)를 불러온다(241단계). 태그(100) 정보가 외부 데이터베이스(미도시)에 저장된 경우, 리더(200)는 데이터베이스에 접근하여 태그(100) 정보를 리드할 수 있다.
이어서, 리더(200)는 자신의 난수(N_R)와 제1 암호화키(K1)의 상위 비트를 배타적 논리합 연산하고, 태그(100) 난수(N_T)와 제1 암호화키(K1)의 하위 비트를 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산한 결과값이 수신한 태그 응답(RESP_T)과 일치하는지 비교한다(단계 242)
비교 결과 일치하는가를 판단하여(243단계), 일치하지 않는 경우, 잘못된 응답(WORNG_RESP) 메시지를 태그(100)로 전송하고 종료한다(단계 244).
그러나, 일치하는 경우 리더(200)는 태그(100)를 합법적인 태그(100)로 인증한다(단계 245).
그리고 나서 리더(200)는 자신의 난수(N_R)와 제1 암호화키(K1)의 하위 비트를 배타적 논리합 연산하고, 태그의 난수(N_T)와 제1 암호화키(K1)의 상위 비트를 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_R)을 생성한 후 태그(100)로 전송한다(단계 246).
도 2로 돌아와서, 리더(200)의 응답(RESP_R)을 수신한 태그(100)는 이를 검증하고, 제1 및 제2 암호화키(K1,K2)를 업데이트한다(단계 250). 도 5는 도 2에서 태그가 리더 응답(RESP_R)을 검증하고 제1 및 제2 암호화키(K1,K2)를 업데이트하는 단계(250)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 태그(100)는, 리더 난수(N_R)와 제1 암호화키(K1)의 하위 비트를 배타적 논리합 연산하고, 난수(N_T)와 제1 암호화키(K1)의 상위 비트를 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산한 결과값이 응답(RESP_R)과 일치하는지 비교한다(단계 251).
비교 결과 일치하는가를 판단하여(252단계), 일치하지 않는 경우, 잘못된 응답(WORNG_RESP) 메시지를 리더(200)로 전송하고 종료한다(단계 253).
그러나, 일치하는 경우 태그(100)는 리더(200)를 합법적인 리더(200)로 인증한다(단계 254).
그리고 나서 태그(100)는 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2) 업데이트한다(단계 255). 태그(100)는, 제1 암호화키(K1)의 상위 비트와 제2 암호화키(K2)의 하위 비트를 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값 및 제1 암호화키(K1)의 하위 비트와 제2 암호화키(K2)의 상위 비트를 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값으로 제1 암호화키(K1)를 업데이트 한다.
계속해서 태그(100)는 제1 암호화키(K1)의 상위 비트와 제2 암호화키(K2)의 상위 비트를 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값 및 제1 암호화키(K1)의 하위 비트와 제2 암호화키(K2)의 하위 비트를 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값으로 제2 암호화키(K2)를 업데이트한다.
도 2로 돌아와서, 태그(100)가 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2) 업데이트한 후 리더(200)로 응답 수신 완료(OK_RESP) 메시지를 전송한다(단계 260).
응답 수신 완료(OK_RESP)를 수신한 리더(200)는 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2) 업데이트한다(단계 270). 리더(200)의 암호화키 업데이트는 태그(100)의 암호화키 업데이트와 동일하므로 생략한다.
리더(200)의 암호화키 업데이트가 완료되면, 태그(100) 및 리더(200)간 상호 인증이 완료된다(단계 280). 서로가 합법적인 태그(100) 및 합법적인 리더(200)로 인증되고 나면, 인증 과정에서 획득한 고유 식별 ID(EPC)를 이용하여 리더(200)가 나머지 동작을 수행한다. 또한 이후의 인증을 위하여 업데이트된 새로운 암호화키(K1, K2) 및 고유 식별 ID(EPC)를 배타적 논리합 연산하여 새로운 임시 ID(EID)를 미리 계산하여 저장한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 의하면, 암호화키들(K1,K2)이 지속적으로 변함에 따라 태그(100) 및 리더(200)의 응답들(RESPT 및 RESPR)이 지속적으로 변할 수 있으므로, 인증과정의 보안 레벨이 향상될 수 있다. 또한, 메시지 암호화 시에 hash 함수와 같이 무거운 암호화 함수대신에 일반적으로 메시지 오류검사에 사용하는 CRC 함수를 활용함으로써, 수동형 태그의 하드웨어적인 제약사항을 극복하면서 리더와 태그간 상호 인증이 안전하게 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 태그(100)와 리더(200)간 상호 인증 방법에 의하면, RFID 시스템에서 비합법적인 태그 또는 리더가 침범할 수 없게 하면서도 상대적으로 단순한 알고리즘이 사용될 수 있다.
더 나아가, 태그(100)가 리더(200)에 전송할 응답(RESP_T)을 생성함에 있어서, 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2)를 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T)를 생성하고, 리더(200)로부터의 난수(N_R)와 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 태그(100)로부터의 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_T)을 생성한다.
따라서, 고유 식별 ID(EPC_T) 및 복수의 암호화키들(K1, K2)을 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T)가 사용되므로, 리더(200)와 태그(100)간 상호인증이 보다 안전하게 이루어질 수 있다.
또한, 암호화키(K1)의 상위 비트들과 하위 비트들이 분리되어 CRC 연산에 사용됨에 따라, 비합법적인 태그가 상기 응답(RESP_T), 난수들(N_R,(N_T)을 수신하더라도 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RFID 시스템에서 태그(100)와 리더간 상호 인증 방법의 동작을 보여준다.
도 6의 실시예를 도 2의 실시예와 비교하면, 단계들 각각이 서로 대응됨을 알 수 있다. 여기에서, 형식적인 차이점은, 도 2의 실시예에서 임시 ID(EID_T)가 사용되었지만, 도 6의 실시예에서는 임시 ID(EID_T)가 사용되지 않았다는 것이다(도 2의 단계 210 및 도 6의 단계 610 참조). 또한, 도 2의 실시예에서, 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2)가 태그의 임시 ID(EID_T) 생성에 사용되고(도 3의 단계 231 참조) 제1 암호화키(K1)가 리더와 태그의 응답(RESP_R, RESP_T) 생성에 사용된다(도 3의 단계 231 및 단계 246 참조). 이에 대하여, 도 6의 실시예에서, 제1 암호화키(K)는 태그의 응답(RESP_T) 생성에 사용되고, 제2 암호화키(P)는 리더의 응답(RESP_R) 생성에 사용된다.
한편, 도 6의 실시예와 도 2의 실시예의 비교에 있어서, 단계들 각각이 서로 대응되지만, 도 6의 단계들 S630 및 S640은 그 내용이 다르다. 따라서, 도 7 내지 10을 참조하여 그 차이점들을 중심으로 설명하면 다음과 같다.
도 7은 도 6에서 태그(100)가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성하여 전송하는 단계(630)를 상세히 보여준다.
도 7을 참조하면, 도 6의 단계 (630)은 단계들 (631) 내지 (635)를 포함한다.
단계 (631)에서는, 태그(100)가 자신으로부터의 난수(N_T)와 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여, CRC 연산자 G를 생성한다.
따라서, CRC 연산자 G는 아래의 수학식 1처럼 표현될 수 있다.
Figure pat00001
따라서, 제1 암호화키(K)가 지속적으로 업데이트되므로(도 6의 단계들 650 및 660), CRC 연산자 G의 값도 지속적로 변한다.
단계 (632)에서는, 태그(100)가 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_R), 및 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보(F)를 생성한다. 따라서, 대상 정보 F는 아래의 수학식 2처럼 표현될 수 있다.
Figure pat00002
단계 (633)에서는, 태그(100)가 상기 CRC 연산자(F)로써 상기 대상 정보 F에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성한다. 따라서, CRC 결과값 C는 아래의 수학식 3처럼 표현될 수 있다.
Figure pat00003
단계 (634)에서는, 태그(100)는 CRC 결과값 C와 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여, 응답(RESP_T)을 생성한다. 따라서, 태그(100)로부터 리더(200)로 전송될 응답 RESP_T은 아래의 수학식 4처럼 표현될 수 있다.
Figure pat00004
그리고, 단계 (635)에서는, 태그(100)가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_T) 및 응답(RESP_T)을 상기 리더로 전송한다.
도 7에 도시된 바와 같은 알고리즘에 의하면, CRC 연산자 G가 제1 암호화키(K)에 의하여 지속적으로 변하므로, 지속적으로 변하는 제1 암호화키(K)를 알 수 없는 상태에서 CRC 특성이 이용될 수 없다. 따라서, 비합법적인 태그가 상기 응답(RESP_T), 난수들(N_R, N_T)을 수신하더라도 CRC 특성을 이용하여 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
도 8은 도 6에서 리더(200)가 CRC 연산 기능을 이용하여 태그 응답(RESP_T) 검증 및 자신의 인증용 응답(RESP_R)을 생성하여 전송하는 단계(640)를 상세히 보여준다.
도 8을 참조하면, 도 6의 단계 (640)은 단계들 (641) 내지 (648)을 포함한다.
단계 (641)에서는, 리더(200)는 수신한 고유 식별 ID(EPC_T)에 해당하는 변경전 제1 암호화키(Kold), 변경후 제1 암호화키(Knew), 변경전 제2 암호화키(Pold), 및 변경후 제2 암호화키(Pnew)를 불러온다.
단계 (642)에서는, 리더(200)가 변경전 제1 암호화키(Kold)를 사용하여 제1 검증용 값(RESP_V1)을 생성한다. 여기에서, 제1 검증용 값(RESP_V1)을 생성하는 알고리즘은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같으므로 그 설명이 생략된다.
단계들 (643) 및 (646)에서는, 리더(200)가 태그(100)로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제1 검증용 값(RESP_V1)과 일치할 경우, 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 태그(100)로 전송한다. 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성함에 있어서, 변경전 제2 암호화키(Pold)가 사용된다.
단계 (643) 및 (644)에서는, 태그(100)로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제1 검증용 값(RESP_V1)과 일치하지 않을 경우, 리더(200)가 상기 변경후 제1 암호화키(Knew)를 사용하여 제2 검증용 값(RESP_V2)을 생성한다. 여기에서, 제2 검증용 값(RESP_V1)을 생성하는 알고리즘은 도 7을 참조하여 설명된 바와 같으므로 그 설명이 생략된다.
단계들 (645) 및 (647)에서는, 리더(200)는, 태그(100)로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제2 검증용 값(RESP_V2)과 일치할 경우, 제2 인증용 응답(RESP_R2)을 생성하여 태그(100)로 전송한다. 제2 인증용 응답(RESP_R2)을 생성함에 있어서, 변경후 제2 암호화키(Pnew)가 사용된다.
단계들 (645) 및 (648)에서는, 리더(200)는, 태그(100)로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제2 검증용 값(RESP_V2)과 일치하지 않을 경우, 잘못된 응답의 신호(WRONG_RESP)를 태그(100)로 전송한다.
상기와 같은 도 8의 알고리즘에 있어서, 변경전 제1 암호화키(Kold), 변경후 제1 암호화키(Knew), 변경전 제2 암호화키(Pold), 및 변경후 제2 암호화키(Pnew)가 이용됨에 의하여, 송수신 시간 차에 따른 오류가 제거될 수 있다.
도 9는 도 8에서 리더가 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 태그(100)로 전송하는 단계(646)를 상세히 보여준다. 참고로, 도 8에서 리더가 제2 인증용 응답(RESP_R2)을 생성하여 태그(100)로 전송하는 단계(647)는 도 9와 동일한 상세 단계를 가진다. 다만, 단계 (646)에서 변경전 제2 암호화키(Pold)가 사용됨에 대하여, 단계 (647)에서 변경후 제2 암호화키(Pnew)가 사용된다.
도 9를 참조하면, 도 8에서 리더가 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 태그(100)로 전송하는 단계(646)는 단계들 (91) 내지 (95)를 포함한다.
단계 (91)에서는, 리더(200)가 상기 변경전 제2 암호화키(Pold)와 수신된 상기 난수(N_T)를 배타적 논리합 연산하여, CRC 연산자를 생성한다(상기 수학식 1 참조).
단계 (92)에서는. 리더(200)가, 수신된 상기 고유 식별 ID(EPC_T)와 상기 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성한다(상기 수학식 2 참조).
단계 (93)에서는, 리더(200)가, 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성한다(상기 수학식 3 참조).
상기 단계 (94)에서는, 리더(200)가, 상기 CRC 결과값과 상기 변경전 제2 암호화키(Pold)를 배타적 논리합 연산하여, 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성한다(상기 수학식 3 참조).
상기 단계 (95)에서는, 리더(200)가, 생성된 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 태그(100)로 전송한다.
도 9에 도시된 바와 같은 알고리즘에 의하면, CRC 연산자가 제2 암호화키(P)에 의하여 지속적으로 변하므로, 지속적으로 변하는 제2 암호화키(P)를 알 수 없는 상태에서 CRC 특성이 이용될 수 없다. 따라서, 비합법적인 리더가 합법적인 태그(100)로부터의 난수(N_T)와 합법적인 리더(200)로부터의 상기 응답(RESP_R)을 수신하더라도 CRC 특성을 이용하여 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
끝으로, 도 10을 참조하여, 도 6에서 태그(100)가 리더 응답(RESP_R)을 검증하고 제1 및 제2 암호화키(K,P)를 업데이트하는 단계(650)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 태그(100)는 수신된 인증용 응답(RESP_R)에 대한 검증용 값(RESP_VE)을 생성한다(단계 101). 여기에서, 검증용 값(RESP_VE)의 생성 방법은 도 9의 내용과 대등하므로 그 설명이 생략된다.
다음에, 태그(100)는 수신된 인증용 응답(RESP_R)과 생성된 검증용 값(RESP_VE)이 일치하는지를 판단한다(단계 102).
수신된 인증용 응답(RESP_R)과 생성된 검증용 값(RESP_VE)이 일치할 경우, 태그(100)는 해당 리더를 합법적인 리더로 인증한다(단계 103). 그리고, 태그(100)는 제1 암호화 키(K) 및 제2 암호화 키(P)를 업데이트한다(단계 104).
수신된 인증용 응답(RESP_R)과 생성된 검증용 값(RESP_VE)이 일치하지 않을 경우, 태그(100)는 잘못된 응답의 신호(WRONG_RESP)를 리더(200)로 전송한다(단계 105).
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들에 의하면, 암호화키들이 지속적으로 변함에 따라 태그 및 리더의 응답들(RESPT 및 RESPR)이 지속적으로 변할 수 있으므로, 인증과정의 보안 레벨이 향상될 수 있다. 또한, 메시지 암호화 시에 hash 함수와 같이 무거운 암호화 함수대신에 일반적으로 메시지 오류검사에 사용하는 CRC 함수를 활용함으로써, 수동형 태그의 하드웨어적인 제약사항을 극복하면서 리더와 태그간 상호인증이 안전하게 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 의한 태그와 리더간 상호 인증 방법에 의하면, RFID 시스템에서 비합법적인 태그 또는 리더가 침범할 수 없게 하면서도 상대적으로 단순한 알고리즘이 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 태그가 상기 리더에 전송할 응답(RESP_T)을 생성함에 있어서, 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2)를 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T)를 생성하고, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_T)을 생성한다.
이 경우, 고유 식별 ID(EPC_T) 및 복수의 암호화키들(K1, K2)을 이용하여 암호화된 임시 ID가 사용되므로, 리더와 태그간 상호인증이 보다 안전하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 암호화키(K1)의 상위 비트들과 하위 비트들이 분리되어 CRC 연산에 사용됨에 따라, 비합법적인 태그가 상기 응답(RESP_T), 난수들(N_R,(N_T)을 수신하더라도 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
한편, 상기 태그가 상기 리더에 전송할 응답(RESP_T)을 생성함에 있어서, 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산자를 생성하고, 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_R), 및 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성한 후, 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성할 수도 있다.
이 경우, 상기 CRC 연산자가 상기 제1 암호화키(K)에 의하여 지속적으로 변하므로, 지속적으로 변하는 제1 암호화키(K)를 알 수 없는 상태에서 CRC 특성이 이용될 수 없다. 따라서, 비합법적인 태그가 상기 응답(RESP_T), 난수들(N_R, N_T)을 수신하더라도 CRC 특성을 이용하여 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
상기와 같은 방법들과 효과들은 리더가 태그에 응답(RESP_R)을 전송하는 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 비합법적인 리더가 상기 응답(RESP_R) 및 난수들(N_R, N_T)을 수신하더라도 다음 응답을 도출하기가 더욱 어려워진다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
RFID 뿐만 아니라 다른 무선 통신의 상호 인증에도 이용될 수 있다.
100...태그, 200...리더.

Claims (12)

  1. 태그와 리더를 포함하는 RFID 시스템의 동작 방법으로서의 태그와 리더간 상호 인증 방법에 있어서,
    (a) 상기 태그와 리더가 상기 태그의 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키, 및 제2 암호화키를 포함하는 태그 정보를 저장하는 단계;
    (b) 상기 리더가 난수(N_R)를 생성하여 상기 태그로 전송하는 단계;
    (c) 상기 난수(N_R)를 수신한 태그가 CRC 연산 기능을 이용하여 응답(RESP_T)을 생성한 후 상기 리더로 전송하는 단계;
    (d) 상기 리더가, 상기 CRC 연산 기능을 이용하여 상기 응답(RESP_T)을 검증하고, 검증 결과의 응답(RESP_R)을 생성한 후 상기 태그로 전송하는 단계;
    (e) 상기 태그가, 상기 CRC 연산 기능을 이용하여 상기 리더로부터의 상기 검증 결과의 응답(RESP_R)을 검증하고, 상기 제1 암호화키 및 제2 암호화키를 업데이트하는 단계; 및
    (f) 상기 리더가 상기 제1 암호화키 및 제2 암호화키를 업데이트하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 태그 정보가 임시 ID(EID_T)를 더 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    (g) 상기 리더가 상기 태그의 고유 식별 ID(EPC_T), 상기 업데이트된 제1 및 제2 암호화키(K1,K2)를 이용하여 새로운 임시 ID(EID_T)를 생성하는 단계를 더 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단계 (c)가,
    (c-1) 상기 태그가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2)를 이용하여 암호화된 임시 ID(EID_T)를 생성하는 단계;
    (c-2) 상기 태그가 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_T)을 생성하는 단계; 및
    (c-3) 상기 태그가 상기 생성한 임시 ID(EID_T), 난수(N_T) 및 응답(RESP_T)을 상기 리더로 전송하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 단계 (d)가,
    (d-1) 상기 리더가 상기 수신한 임시 ID(EID_T)에 해당하는 상기 태그 정보(EPC, K1, K2)를 불러오는 단계;
    (d-2) 상기 리더가, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 상기 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산한 결과값이 응답(RESP_T)과 일치하는지 비교하는 단계;
    (d-3) 일치하는 경우, 상기 리더가 상기 태그를 합법적인 태그로 인증하는 단계; 및
    (d-4) 상기 리더가, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 상기 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산을 통해 응답(RESP_R)을 생성한 후 태그로 전송하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단계 (e)가,
    (e-1) 상기 태그가, 상기 난수(N_R)와 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산하고, 상기 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산하여 CRC 연산한 결과값이 응답(RESP_R)과 일치하는지 비교하는 단계;
    (e-2) 일치하는 경우, 상기 태그가, 상기 리더를 합법적인 리더로 인증하는 단계; 및
    (e-3) 상기 태그가, 상기 제1 암호화키(K1) 및 제2 암호화키(K2)를 업데이트하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단계 (e-3)이,
    상기 태그가, 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값 및 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값으로 상기 제1 암호화키(K1)를 업데이트하는 단계; 및
    상기 태그가, 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값 및 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값으로 상기 제2 암호화키(K2)를 업데이트하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단계 (f)가,
    (f-1) 상기 리더가 상기 태그로부터 리더 인증 신호를 수신하는 단계;
    (f-2) 상기 리더가, 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값 및 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값으로 상기 제1 암호화키(K1)를 업데이트하는 단계; 및
    (f-3) 상기 리더가, 상기 제1 암호화키(K1)의 상위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 상위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값 및 상기 제1 암호화키(K1)의 하위 비트들과 상기 제2 암호화키(K2)의 하위 비트들을 배타적 논리합 연산한 결과를 CRC 연산한 값으로 상기 제2 암호화키(K2)를 업데이트하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)가,
    (c-1) 상기 태그가 난수(N_T)와 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여, CRC 연산자를 생성하는 단계;
    (c-2) 상기 태그가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_R), 및 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성하는 단계;
    (c-3) 상기 태그가 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성하는 단계;
    (c-4) 상기 태그가 상기 CRC 결과값과 상기 제1 암호화키(K)를 배타적 논리합 연산하여, 응답(RESP_T)을 생성하는 단계; 및
    (c-5) 상기 태그가 상기 고유 식별 ID(EPC_T), 난수(N_T) 및 응답(RESP_T)을 상기 리더로 전송하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단계 (d)가,
    (d-1) 상기 리더가 상기 수신한 고유 식별 ID(EPC_T)에 해당하는 변경전 제1 암호화키(Kold), 변경후 제1 암호화키(Knew), 변경전 제2 암호화키(Pold), 및 변경후 제2 암호화키(Pnew)를 불러오는 단계;
    (d-2) 상기 리더가 상기 변경전 제1 암호화키(Kold)를 사용하여 제1 검증용 값(RESP_V1)을 생성하는 단계;
    (d-3) 상기 리더가 상기 태그로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제1 검증용 값(RESP_V1)과 일치할 경우, 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 상기 태그로 전송하는 단계;
    (d-4) 상기 태그로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제1 검증용 값(RESP_V1)과 일치하지 않을 경우, 상기 리더가 상기 변경후 제1 암호화키(Knew)를 사용하여 제2 검증용 값(RESP_V2)을 생성하는 단계; 및
    (d-5) 상기 리더가, 상기 태그로부터의 응답(RESP_T)이 상기 제2 검증용 값(RESP_V2)과 일치할 경우, 제2 인증용 응답(RESP_R2)을 생성하여 상기 태그로 전송하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (d-3)단계에서 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하여 상기 태그로 전송함에 있어서,
    (91) 상기 리더가 상기 변경전 제2 암호화키(Pold)와 수신된 상기 난수(N_T)를 배타적 논리합 연산하여, CRC 연산자를 생성하는 단계;
    (92) 상기 리더가, 수신된 상기 고유 식별 ID(EPC_T)와 상기 난수(N_T)를 서로 연결하여, 대상 정보를 생성하는 단계;
    (93) 상기 리더가, 상기 CRC 연산자로써 상기 대상 정보에 대하여 CRC 연산을 수행하여, CRC 결과값을 생성하는 단계;
    (94) 상기 리더가, 상기 CRC 결과값과 상기 변경전 제2 암호화키(Pold)를 배타적 논리합 연산하여, 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 생성하는 단계; 및
    (95) 상기 리더가, 생성된 상기 제1 인증용 응답(RESP_R1)을 상기 태그로 전송하는 단계가 수행되는 태그와 리더간 상호 인증 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 단계 (e)가,
    (e-1) 상기 태그가 수신된 인증용 응답(RESP_R)에 대한 검증용 값(RESP_VE)를 생성하는 단계;
    (e-2) 상기 태그가 상기 검증용 값(RESP_VE)과 상기 인증용 응답(RESP_R)이 일치하는지 비교하는 단계;
    (e-3) 일치하는 경우, 상기 태그가 상기 리더를 합법적인 리더로 인증하는 단계; 및
    (e-4) 상기 태그가 상기 제1 암호화키(K) 및 제2 암호화키(P)를 업데이트하는 단계를 포함한 태그와 리더간 상호 인증 방법.
KR1020100127864A 2009-12-24 2010-12-14 Ｒｆｉｄ 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법 KR20110074441A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2010/009276 WO2011078603A2 (en) 2009-12-24 2010-12-23 Method for mutual authentication between tag and reader in radio frequency identification system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090131212 2009-12-24
KR1020090131212 2009-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110074441A true KR20110074441A (ko) 2011-06-30

Family

ID=44404773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100127864A KR20110074441A (ko) 2009-12-24 2010-12-14 Ｒｆｉｄ 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110074441A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101465337B1 (ko) * 2013-05-24 2014-11-25 덕성여자대학교 산학협력단 사물간 통신 네트워크의 개체 인증 방법
US10008055B2 (en) 2014-09-03 2018-06-26 Neo Mobile Technology, Inc. Reverse trace-preventing wireless recognition secure entry method and secure entry system using same
CN114205082A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 北京计算机技术及应用研究所 一种读写器与电子标签的双向身份认证方法及设备
CN114982197A (zh) * 2020-04-16 2022-08-30 深圳市欢太科技有限公司 认证方法、***以及存储介质

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101465337B1 (ko) * 2013-05-24 2014-11-25 덕성여자대학교 산학협력단 사물간 통신 네트워크의 개체 인증 방법
US10008055B2 (en) 2014-09-03 2018-06-26 Neo Mobile Technology, Inc. Reverse trace-preventing wireless recognition secure entry method and secure entry system using same
CN114982197A (zh) * 2020-04-16 2022-08-30 深圳市欢太科技有限公司 认证方法、***以及存储介质
CN114982197B (zh) * 2020-04-16 2024-04-02 深圳市欢太科技有限公司 认证方法、***以及存储介质
CN114205082A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 北京计算机技术及应用研究所 一种读写器与电子标签的双向身份认证方法及设备
CN114205082B (zh) * 2021-12-09 2024-01-26 北京计算机技术及应用研究所 一种读写器与电子标签的双向身份认证方法及设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8947211B2 (en) Communication data protection method based on symmetric key encryption in RFID system, and apparatus for enabling the method
US8368516B2 (en) Secure data exchange with a transponder
Peris-Lopez et al. Cryptanalysis of a novel authentication protocol conforming to EPC-C1G2 standard
US8332645B2 (en) Method, apparatus and product for RFID authentication
KR101799389B1 (ko) 리더에 의해 ｒｆｉｄ 태그를 식별 및 인증하기 위한 방법
CN101860528B (zh) 认证设备和认证方法
US20100153731A1 (en) Lightweight Authentication Method, System, and Key Exchange Protocol For Low-Cost Electronic Devices
AU2014340234B2 (en) Facilitating secure transactions using a contactless interface
Habibi et al. Practical attacks on a RFID authentication protocol conforming to EPC C-1 G-2 standard
US9553729B2 (en) Authentication method between a reader and a radio tag
JP2022527906A (ja) ブロックチェーンを使用したセキュア監視
JP5264182B2 (ja) 距離認識による高速事前認証のための方法
KR20110074441A (ko) Ｒｆｉｄ 시스템에서 태그와 리더간 상호 인증 방법
Munilla et al. Cryptanalaysis of an EPCC1G2 standard compliant ownership transfer scheme
CN101667255B (zh) 一种射频识别的安全认证方法、装置及***
KR100605138B1 (ko) 알에프아이디 시스템에 있어서의 인증방법
KR100722363B1 (ko) 강력한 인증 프로토콜을 갖는 ｒｆｉｄ 시스템, 태그 및인증 방법
CN113988103B (zh) 一种基于多标签的rfid识别方法
Moradi et al. Security analysis and strengthening of an RFID lightweight authentication protocol suitable for VANETs
CN107045643A (zh) 适用于智能交通信息感知的高保密超高频rfid***
Maarof et al. Security analysis of low cost RFID systems
Ren et al. An One-way Hash Function Based Lightweight Mutual Authentication RFID Protocol.
CN105847004A (zh) 用于由能够相互无接触通信的装置对物体认证的方法、对应的***和物体
KR101215155B1 (ko) Ｒｆｉｄ 시스템에서 리더와 태그 사이의 통신 보안 방법 및 시스템
Razaq et al. Second-generation RFID

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination