The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

A Mutual Authentication Protocol using Key Change Step by Step for RFID Systems

단계적 키 변환을 이용한 RFID 상호 인증 프로토콜

  • 정경호 (경북대학교 컴퓨터공학과 임베디드 시스템 연구실) ;
  • 김경률 (경북대학교 컴퓨터공학과 임베디드 시스템 연구실) ;
  • 오세진 (경북대학교 컴퓨터공학과 임베디드 시스템 연구실) ;
  • 이재강 (경북대학교 컴퓨터공학과 임베디드 시스템 연구실) ;
  • 박용수 (경북대학교 컴퓨터공학과 임베디드 시스템 연구실) ;
  • 안광선 (경북대학교 컴퓨터공학과 임베디드 시스템 연구실)
  • Received : 2009.11.01
  • Accepted : 2010.02.08
  • Published : 2010.03.31
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Abstract

The RFID system has the security problem of location tracking and user privacy. In order to solve this problem, the cryptographic access method using hash function is difficult to in real applications. Because there is a limit of computing and storage capacity of Tag, but the safety is proved. The lightweight authentication methods like HB and LMAP guarantee the high efficiency, but the safety is not enough to use. In this paper, we use the AES for RFID Authentication, and solve the problem of using fixed key with key change step by step. The symmetric keys of the tag and server are changed by the random number generated by tag, reader and server successively. This could prevent the key exposure. As a result, the output of the tag and reader always changes. These key changes could make it possible to prevent eavesdropping, replay attack, location tracking and spoofing.

RFID(Radio-Frequency IDentification) 시스템은 개인 정보의 노출 및 위치 추적과 같은 보안상 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 해쉬함수와 같은 암호학적 접근방법들은 안전성을 증명하고 있지만 태그의 연산능력과 저장 공간의 한계로 인해 현실적으로 적용하기 어렵다. 최근의 경량 인증기법들은 단순 연산자만을 사용하여 높은 효율성을 보장하지만 안전성에 관한 주장이 충분하지 못하다. 본 논문에서는 안전한 RFID 인증을 위해서 대칭키 방식의 AES(Advanced Encryption Standard)를 이용하며 대칭키 방식에서의 고정된 키를 사용하던 문제를 단계적인 키 변환을 통해 해결한다. 프로토콜에서 태그와 서버의 동일한 대칭키는 태그, 리더, 백-엔드-서버에서 각각 생성된 난수를 이용하여 차례로 변환되며 태그와 리더의 출력 값을 항상 변경한다. 이와 같이 단계적으로 변환된 키를 이용할 경우 태그 정보의 노출 문제를 해결하며 도청, 재전송, 위치추적 및 스푸핑과 같은 공격에도 안전한 상호 인증이 이루어진다.

Keywords

References

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