BRPI0710622A2 - sessão de verificação de autenticação mútua de rfid - Google Patents

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Dale L Scott
Zhenping Tan
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Abstract

<B>SESSãO DE VERIFICAçãO DE AUTENTICAçãO MúTUA DE RFID<D>. A presente invenção refere-se a um protocolo para preservar a privacidade de comunicações entre uma leitora de RFID e uma etiqueta de RFID, duas ações distintas são tomadas. Primeiro, a leitora e a etiqueta devem ser mutuamente autenticadas como sendo participantes autorizados nas comunicações. Depois que o processo é completo com sucesso, a autenticidade de cada participante autorizado deve ser validado antes de cada comunicação subseqúente entre a leitora e a etiqueta.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SESSÃO DEVERIFICAÇÃO DE AUTENTICAÇÃO MÚTUA DE RFID".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se em geral a sistemas de identifica-ção de rádiofreqüência (RFID), e mais particularmente, a métodos e disposi-tivos para proteger a segurança de comunicações entre etiquetas e leitorasde RFID.
Antecedentes da Invenção
Nos termos mais básicos, os sistemas de RFID consistem emuma etiqueta de RFID implementada para fornecer informação armazenadana etiqueta pertencente à identidade e talvez aspectos ou características deum objeto no qual a etiqueta é afixada, e comunicar esta informação pormeio de um sinal de RF para uma leitora de RFID em resposta a um sinal deinterrogação de RF recebido pela etiqueta a partir da leitora. Na maioria doscasos de uso corrente, uma única leitora é usada para começar as seçõesde comunicação individual ou transações com uma multiplicidade de etique-tas.
Tipicamente, os objetos que portam as etiquetas são passadospela localização fixa da leitora, que é afastada das etiquetas mas dentro dafaixa de comunicação, ou faixa de resposta, de cada etiqueta na medida emque a etiqueta atravessa a posição da leitora. Um exemplo de tal aplicaçãode um sistema de RFID é um sistema de recolhimento de pedágio de rodo-via em que veículos autorizados - isto é, veículos que portam uma etiquetaque designa o uso permitido sob a autoridade de uma agência de governo -são consultados ou comandados por uma leitora de RFID posicionada emuma pista designada da área de recolhimento de pedágio para se identificarquando passam "sem se deter" pela leitora. O recolhimento remoto de iden-tidades dos veículos permite que a autoridade de governo cobre ou debite ovalor de cada proprietário de veículo individual quando registrado em conjun-to com uma correspondência auxiliada por computador ou outro sistema denotificação. Tais sistemas representam não somente um vasto aperfeiçoa-mento em controle de tráfego, mas na eficiência de recolhimento de pedágioe redução em operações trabalhosas também. Isto deve ser contrastadocom o recolhimento físico do pedágio em cabinas com pessoas (um cobra-dor de pedágio) ou sem pessoas (por exemplo, através de recolhimento demoedas) em pistas abertas onde cada veículo deve parar ou pelo menosdiminuir o movimento através da pista.
Outro exemplo de uma aplicação de sistema de RFID onde aleitora é fixada e o objeto que porta a etiqueta passa peia ieitora, é um emque a segurança deve ser mantida tanto para permitir a passagem do objeto(por exemplo, uma pessoa usando um crachá que incorpora a etiqueta) emuma parte de segurança de uma instalação, ou para anunciar ou impedir apassagem do objeto (por exemplo, mercadorias nas quais a etiqueta é desegurança) de uma localização de saída de uma instalação, como soandoum alarme ou trancando a saída.
Mas dependendo da aplicação particular do sistema de RFID, aleitora pode ser móvel de modo a obter informação armazenada de objetosrelativamente imóveis, tal como em aplicações de cadeia de suprimento on-de mercadorias comuns são temporariamente mantidas em caixas ou emestrados portando a etiqueta de RFID em um depósito de inventário. As cai-xas inventariadas ou estrados podem ser varridos ocasional ou periodica-mente por uma leitora de RFID manual para obter a informação de identida-de da mercadoria a partir das etiqueta(s). Em ainda outras aplicações, am-bas as etiquetas e a leitora podem ser móveis durante o processo de varre-dura, tal como durante a varredura rápida de objetos com etiquetas de RFIDem uma correia transportadora se movendo por uma leitora de RFID sendotransportada em uma direção oposta àquela da correia se movendo. Dequalquer maneira, em cada aplicação de um sistema de RFID, a leitora e aetiqueta devem estar relativamente posicionadas dentro de uma faixa ade-quada para a comunicação de RF ocorrer entre elas; isto é, a faixa de co-municação de leitora e etiqueta, ou faixa de resposta da etiqueta.
Em sua forma mais simples, a etiqueta de RFID convencionalconsiste em um transponder e uma antena. Algumas vezes, a etiqueta deRFID propriamente dita é referida como um transponder. De qualquer manei-ra, a etiqueta é fornecida com capacidade de armazenamento de dados, u-sualmente na forma de memória de leitura (ROM) ou memória de leitu-ra/gravação (R/W) (tal como ROM programável eletricamente apagável, ouEEPROM) incorporada no circuito integrado (IC) de um chip semicondutor(algumas vezes chamado de um microchip). O conjunto de circuitos eletrôni-cos, integrado no microchip da etiqueta de RFID1 junto com ou sem o con-junto de circuitos de correspondência de impedância que acopla os eletrôni-cos e a antena da etiqueta, pode ser denominado um RFIC (circuito integra-do de RF) ou um ASIC (IC de aplicação específica).
Etiquetas de RFID podem tanto ser passivas quanto ativas. Umaetiqueta de RFID passiva precisa de um suprimento de energia auto-suficiente interna, por exemplo, uma bateria, e conta, em vez disto, com aconsulta de RF que entra pela leitora para produzir energia suficiente noconjunto de circuitos internos da etiqueta para permitir que a etiqueta trans-mita uma resposta. Em essência, a consulta induz uma corrente elétrica mui-to pequena na antena interna da etiqueta, que serve como a fonte de ener-gia que permite uma resposta refletida ou retrodispersada. Conseqüente-mente, uma etiqueta de RFID passiva é bastante limitada com respeito àquantidade de dados que pode ser fornecida em sua resposta para umaconsulta da leitora, consistindo normalmente somente informação invariávelfixa armazenada na etiqueta, por exemplo, um número de ID e talvez umapequena quantidade de dados adicionais. Mas a ausência de uma baterialeva a certas vantagens, primeiramente que uma etiqueta passiva pode serfabricada a um custo muito menor e em tamanho menor que uma etiquetaativa.
Dentre outros usos, as etiquetas de RFID passivas são projeta-das para substituir eventualmente o código de produto universal ubíquo(UPC), ou código de barra impresso, tira encontrada em grande quantidadede produtos na tendência de comércio, a tira exigindo uma linha de varredu-ra ótica visual para obter uma leitura do UPC de identificação. A leitura podeentão ser usada, por exemplo, para recuperar a informação de preço compu-tadorizada para o produto, e para produzir uma exibição e/ou impressão dopreço comum do produto, em um ponto de venda (por exemplo, localizaçãoda caixa registradora) para o produto.
A bateria a bordo, ou no chip, de uma etiqueta de RFID ativapode fornecer à etiqueta uma faixa de resposta maior, com maior precisão,confiabilidade e capacidade de armazenamento de dados, mas a etiquetaativa tem as desvantagens acima mencionadas de custo e tamanho maiorescom relação à etiqueta passiva. A bateria propriamente dita pode ser bastan-te pequena, mas não o suficiente para superar a desvantagem de tamanho.
Uma leitora de etiqueta de RFID convencional típica empregaum transceptor, uma unidade de controle e uma antena para se comunicarcom a etiqueta a uma freqüência de RF designada dentre várias alocadaspara este propósito. Uma interface adicional tal como RS 232, RS 485, ououtra, pode ser fornecida com a leitora para permitir que dados recebidos daetiqueta sejam enviados para outro sistema.
Em muitas aplicações, pode ser importante assegurar a privacidade da in-formação transferida entre a etiqueta e a leitora, particularmente informaçãoarmazenada na etiqueta. Considere, por exemplo, um veículo que porta umaou mais etiquetas de RFID cuja memória R/W é continuamente ou periodi-camente atualizada com a milhagem percorrida, localização corrente, rotinade operação diária, carga corrente, identidade do proprietário, motorista(s)autorizado (s), e outra informação que o proprietário do veículo pode quererque seja mantida confidencial. Existem considerações, no entanto, sobre aperda potencial de privacidade e furto de informação de identidade pessoalcomo resultado do uso crescente de etiquetas de RFID.
Tentativas foram feitas para proteger e para mitigar as conside-rações quanto à privacidade e segurança de dados armazenados em etique-tas. Em geral, estas tentativas foram direcionadas para os protocolos e es-quemas para impedir o acesso à informação secreta, confidencial, privadaarmazenada em etiquetas de RFID através de interrogação ou intercepçãopor leitoras não-autorizadas, algumas vezes chamadas leitoras nocivas, lei-toras ilegítimas, intrusos, atacantes, interceptores ou adversários. Estas ape-lações e similares são coletivamente referidas aqui como "leitora não-autorizada".
Uma solução proposta é encontrada em um artigo por I. Vajda eoutros, intitulado "Lightweight Authentication Protocols for Low-Cost RFIDTags", Budapest University of Technology and Economics, Hungary, 5 deagosto de 2003. No artigo de Vajda, o desejo de fornecer segurança em eti-quetas de RFID de baixo custo é vista como desafio devido à natureza alta-mente restringida de recurso das etiquetas, e sua inabilidade de suportarcriptografia forte. Uma necessidade expressa para algoritmos leves especi-ais que levam em conta as limitações de etiquetas de RFDI e a corrida pre-cipitada na direção de desdobramento universal de sistemas de RFID é tra-tada através de uma listagem de certos protocolos de autenticação de eti-queta previamente apresentados por outros.
No entanto, Vajda apresenta a complexidade de exigir dois esta-dos ou modos de operação das etiquetas, e a possibilidade distinta que umaleitora não-autorizada poderia penetrar em uma defesa da etiqueta contra aaquisição de sua data de segurança para atingir a entrada através do modode ID mais aberto apesar de sua designação como o estado travado. Emadição, o uso de Vajda de uma lista de pseudônimos tem problemas no nú-mero de mensagens relativamente grande exigido, bem como o fato de cus-to associado com a atualização freqüente destas listas de pseudônimos echaves secretas, e confiança excessiva na premissa que uma leitora não-autorizada pode somente observar um número limitado de execuções con-secutivas do protocolo.
Outra tentativa de proteger dados armazenados em etiquetas édiscutida em um artigo por D. Moinar e outros, intitulado "Privacy and Secu-rity in Library RFID lssues, Practices and Architecture", CCS'04, October 25-29, 2004, Washington, DC. Moinar trata a leitora e autenticação de etiquetaantes da comunicação de informação de etiqueta ser permitida, especifica-mente no contexto de etiquetas de rastreamento em um regime de etiqueta-gem de RFID aplicado no registro de saída e de entrada de livros de biblio-teca. Tal rastreamento de livros de biblioteca etiquetados eleva o espectrode vigilância de clientes de biblioteca e seus hábitos de leitura.Como um assunto prático, os produtos de RFID operando emfreqüências designadas até freqüência ultra-alta (UHF) tinham necessidaderelativamente mínima para verificação de sessão desde que a maioria dastransações baseadas em comércio foram realizadas com dispositivos passi-vos. Mas onde uma etiqueta de RFID é ativa, e acionada por uma bateriatambém, é relativamente fácil de remover a etiqueta de RFID acionada porbateria a partir da vizinhança de uma leitora. Portanto, se torna incumbentedo ponto de vista de segurança proporcionar proteção contra a etiqueta sen-do removida por um atacante de faixa de comunicação com uma leitora deRFID autorizada durante uma sessão autenticada, e então posicionar dentroda faixa de uma leitora não-autorizada (ou posicionar a leitora não-autorizada na faixa de resposta de etiqueta). Tal ação permitiria acesso a-berto amplo para as localizações de memória protegida da etiqueta pela lei-tora não-autorizada.
Consideração sobre violações de segurança e privacidade decomunicações entre a leitora autorizada e a etiqueta pode também estarpresente com uma etiqueta passiva, mas a habilidade de montar o equipa-mento que mantém a energia na etiqueta por meio de energia de RF todasas vezes é muito mais difícil, embora possível.
Seria desejável fornecer um protocolo simples e ainda eficienteou método para assegurar a privacidade e segurança de uma sessão decomunicação entre uma leitora de RFID autorizada e uma etiqueta de RFID,especialmente uma etiqueta ativa.
Sumário da Invenção
É um objetivo principal da presente invenção fornecer um méto-do relativamente simples ou protocolo para obter autenticação mútua deuma etiqueta de RFID e uma leitora de RFID autorizada antecipada e portoda uma sessão de comunicação entre elas.
De acordo com a invenção, é permitido ocorrer uma sessão decomunicação a ser protegida como segura ou privada, somente depois que aleitora e a etiqueta autenticaram uma a outra de acordo com um protocolo dainvenção. Uma vez que a autenticação mútua foi realizada com sucesso, aetiqueta e a leitora continuam a verificar comunicações subseqüentes paraconfirmar que ambos os dispositivos são autênticos. Em um protocolo prefe-rido, isto é, obtido por códigos de redundância cíclica de cifragem (CRCs)que são enviados da leitora para a etiqueta e vice-versa.
É bem-conhecido que o CRC é uma técnica de detecção de erropretendida para assegurar que os dados de mensagem recebida foram cor-rompidos no curso da transmissão de mensagem. Para este fim, um valor(uma soma de teste, tipicamente constituindo um algoritmo de CRC) é cons-truído no transmissor de uma função da mensagem, e é anexada na mensa-gem. O receptor usa a mesma função para calcular a soma de teste anexa-da à mensagem pelo transmissor para confirmar (ou questionar) se a men-sagem foi corretamente recebida.
No protocolo preferido da invenção, a leitora de RFID autorizadaenvia um comando com um CRC criptografado e a etiqueta RFID decodificao CRC para assegurar que o CRC codificado está correto. Similarmente, aetiqueta envia uma resposta ao comando da leitora com um CRC codificadoe a leitora decodifica o CRC para ter certeza que este CRC codificado estátambém correto. Se ambos estão corretos, uma sessão de comunicação outransação é começada, mas a verificação contínua de autenticação mútua éexigida a fim de que a transação seja permitida continuar. Se cada codifica-ção/decodificação não é correta, a leitora e etiqueta devem abortar a transa-ção, e é exigida que a autenticação mútua seja repetida do início. O uso docampo de CRC, que está no fluxo de dados tipicamente anexado a cadacomando e resposta, permite que a máquina de estado desempenhe comodesignado. Não existe necessidade de estados especiais durante a sessãode autenticação ou qualquer tempo adicional para obter isto.
Os princípios da presente invenção são aplicáveis a ambas asetiquetas de RFID passivo e ativo, embora a questão de autenticidade é umpouco maior que as etiquetas ativas devido à remoção relativamente fácilacima mencionada de uma etiqueta ativa de uma sessão de comunicaçõescom uma leitora autorizada.
Outro objetivo da invenção é fornecer um método de assegurar aprivacidade de comunicações entre uma etiqueta de RFID ativa ou passiva euma leitora de RFID autorizada remota dentro da faixa de comunicação daetiqueta, para impedir o acesso aos dados armazenados na etiqueta poruma leitora não-autorizada, em que o método inclui realizar a autenticaçãomútua da etiqueta e a leitora autorizada como um pré-requisito a uma transi-ção de comunicação entre as duas; e depois disto verificar continuamente aautenticação mútua como um pré-requisito em cada comunicação subse-qüente durante a transação.
Um objetivo relacionado é fornecer um protocolo para salva-guardar a segurança de comunicações de RFID entre uma leitora autorizadade RFID e uma etiqueta de RFID dentro de uma faixa de resposta de RF daleitora, de modo a fornecer proteção de leitura para pelo menos uma parteda memória da etiqueta contra a intrusão por uma leitora não-autorizada,incluindo conduzir um processo de autenticar mutuamente a etiqueta e aleitora autorizada como sendo autorizados para participar de uma série detransações envolvendo uma leitura de dados da parte protegida de leitura damemória da etiqueta, e verificar separadamente a autenticidade da leitoracomo tendo esta autoridade antes de cada transação nas séries.
Breve Descrição dos Desenhos
Os objetivos acima e ainda objetivos adicionais, alvos, aspectos,características e vantagens conseqüentes da invenção se tornarão clarospara aqueles versados na técnica a partir de uma consideração da descriçãodetalhada seguinte do melhor modo presentemente considerado para reali-zar os princípios da invenção, tomada em conjunto com as figuras seguintes.
A figura 1 é um diagrama de bloco de uma etiqueta e leitora deacordo com a modalidade preferida da invenção; e
a figura 2 ilustra o protocolo preferido como uma seqüência deeventos que devem ocorrer antes de uma sessão de comunicação entreuma leitora de RFID autorizada e uma etiqueta de RFID, e cada verificaçãode autenticação mútua pode começar.
Descrição Detalhada da Modalidade Preferida da Invenção
Ao descrever um método preferido ou protocolo da invenção i-lustrada nas figuras, certa terminologia específica será usada em benefícioda clareza. No entanto, a invenção não pretende ser limitada a esta termino-logia específica, e deve ser entendido que a terminologia inclui todos os e-quivalentes técnicos que realizam em uma maneira similar para realizar omesmo resultado ou similar.
Referindo-se aos desenhos, a figura 1 mostra um sistema total 9tendo uma leitora e uma ou mais etiquetas 20. Como mostrado, a leitora 10tem um processador 14 para controlar a operação da leitora 10, memória 16para armazenar dados, um gerador de números randômico 18 para gerarnúmeros randômicos, e um gerador de código de autenticação 19 para gerarcódigos de autenticação. A etiqueta 20 contém um processador 24 para con-trolar a operação da etiqueta 20, a memória 26 para armazenar dados, umgerador de números randômicos 28 para gerar números randômicos, e umgerador de código de autenticação 29 para gerar códigos de autenticação. Aetiqueta 10 e a leitora 20 incluem outros elementos que não são mostrados,incluindo um transmissor e receptor para comunicar um com o outro.
Sem limitação para a invenção ou reivindicações, uma sessãoautêntica é considerada para ser em geral uma sessão que começa uma vezque a etiqueta e a leitora foram autenticadas, isto é, cada uma validou ascredenciais da outra. Como tal, comandos subseqüentes e respostas e/ouseus CRCs então se tornam codificados e decodificados. A codificação edecodificação devem corresponder para cada comunicação, ou a sessãoserá terminada pela leitora ou etiqueta.
Deve ser notado que a autenticação mútua é especialmente im-portante para a aplicação na qual um usuário definiu uma certa área de me-mória como sendo suficientemente importante para exigir proteção. Se pro-teção é importante, então um bit de controle é determinado e este força umacondição autenticada ser verdadeira antes que as transações possam ocor-rer. Uma implementação pode usar este bit de controle para proteger contraleitoras não-autorizadas escrevendo em páginas na memória da etiqueta 26,mas não para controlar uma habilidade da leitora em ler estas áreas de me-mória. No entanto, implementação similar poderia ser feita para proteção deleitura.
A figura 2 ilustra a seqüência de eventos que devem ocorrer an-tes de uma sessão de comunicação e cada verificação de autenticação mú-tua pode começar. A leitora 10 e a etiqueta 20 operam sob controle dos pro-cessadores 14, 24. Embora os processadores 14, 24 sejam mostrados comocomponentes separados, os geradores de números randômicos 18, 28 e osgeradores de código de autenticação 19, 29 podem ser operações sem osprocessadores 14, 24.
Como mostrado, a leitora de RFID autorizada 10 deve primeirosolicitar, etapa 1, e obter, etapa 2, a ID de etiqueta de RFID 20 com a qual asessão de comunicação deve ser mantida. A ID da etiqueta é armazenadana memória de etiqueta 26. Uma vez que a ID da etiqueta é conhecida, aleitora obtém a Chave Privada K. Usando a ID da etiqueta, a leitora 10 ob-tém a Chave Privada K de sua memória 16, ou alternativamente de uma ba-se de dados externa sobre uma conexão segura. A Chave Privada K é depreferência não obtida da etiqueta 20 desde que não é uma conexão segura.Tendo obtido a Chave Privada, a leitora 10 emite um comando para a etique-ta 20 para solicitar um Número Randômico RND1, etapa 3, a partir da eti-queta 20. A etiqueta 20 gera um número randômico RND1, usando seu ge-rador de número randômico 28, e envia este número randômico RND1 paraa leitora 10, etapa 4.
Na recepção do Número Randômico RND1, a leitora 10 usa seugerador de número randômico 18 para criar um segundo Número Randômi-co RND2. A leitora 10 então usa ambos os Números Randômicos RND1,RND2 e a Chave Privada K para gerar o Código de Autenticação f da leitora.O Código de Autenticação f da leitora é determinado pelo gerador de códigode autenticação da leitora 19 baseado em um primeiro algoritmo ou função,que é baseado naquelas três variáveis. A leitora 10 envia o Número Randô-mico RND2 e seu Código de Autenticação de leitora f' para a etiqueta 20 naetapa 5.
A etiqueta 20 recupera sua Chave Privada K, que é armazenadaem uma área protegida de sua memória 26, e o Número Randômico RND1que foi enviado ao leitor 10. O gerador de autenticação de etiqueta 29 entãorealiza a mesma primeira função de autenticação que o gerador de autenti-cação da leitora 19 realizou usando as mesmas variáveis (isto é, a ChavePrivada K e os números randômicos RND1, RND2), e verifica se ou não o Código de Autenticação da leitora f recebido da leitora 10 é o mesmo que oCódigo de Autenticação da leitora f que foi determinado na etiqueta 20. Seos dois códigos não correspondem, é determinado que o Código de Autenti-cação da leitora f está incorreto, e a autenticação mútua falha.
Se o Código de Autenticação f da leitora está correto (isto é, o código de autenticação f determinado pela etiqueta 20 corresponde com o código de autenticação f gerado pela leitora 10), então a leitora 10 provousua autenticidade para a etiqueta 20. O gerador de código de autenticaçãoda etiqueta 29 então usa uma segunda função de autenticação para gerarum Código de Autenticação de etiqueta g baseado nas variáveis K, RND1, e RND2. A etiqueta 20 transmite seu código de Autenticação g para a leitora10 para validação, etapa 6. O gerador de código de autenticação 19 da leito-ra 10 então determina se ou não o Código de Autenticação g da etiquetaestá correto usando a mesma segunda função de autenticação que a etique-ta 20 realizada com as mesmas variáveis (isto é, a Chave Privada K e os números randômicos RND1, RND2). Se o Código de Autenticação g da eti-queta está correto (isto é, o código de autenticação de etiqueta determinadopela leitora 10 corresponde com o código de autenticação de etiqueta gera-do pela etiqueta 20), então a etiqueta 20 provou sua autenticidade à leitora10, e o processo de autenticação mútua está completo.
Uma vez que este processo de autenticação mútua está comple-to, começa a verificação de sessão. Todos os comandos subseqüentes quesão enviados para a etiqueta 20 a partir da leitora 10 têm um CRC codifica-do, diferente para cada comando, anexado ao comando respectivo. EsteCRC codificado muda e é baseado na seqüência que ocorreu durante o pro- cesso de autenticação mútua. De preferência, a codificação da CRC é base-ada pelo menos em parte em uma ou mais das variáveis RND1, RND2 e K.A etiqueta 20 recebe cada comando e o CRC codificado anexado a ela eprossegue decodificando-o. Se a decodificação está correta, a etiqueta 20valida, isto é, verifica, que a leitora previamente autenticada 10 é de fato aleitora que enviou o comando respectivo.
De acordo com a modalidade preferida, os geradores de códigode autenticação de etiqueta e leitora 19, 29 geram as primeira e segundafunções de autenticação utilizando um registrador de deslocamento com rea-limentação linear. Igualmente, a codificação do CRC é também baseada emum registrador de deslocamento com realimentação linear. Qualquer funçãoadequada pode ser implementada sem se afastar do espírito e escopo dapresente invenção. No entanto, a função preferida é obtida através do usode um registrador de deslocamento com realimentação linear, tal como des-crito em "Linear Feedback Shift Registers", que foi publicado em http://www-math.cudenver.edu/~wcherowi/courses/m5410/m5410fsr.html. os conteúdosda qual são incorporados aqui por referência.
Quando a etiqueta 20 envia de volta sua resposta para cadacomando respectivo, o CRC que acompanha a resposta é codificado e a lei-tora 10 prossegue decodificando-o. Se a decodificação está correta, a leitoravalida que a etiqueta previamente autenticada é a etiqueta que enviou a res-posta. Este processo continuará até que a sessão esteja terminada por umCRC incorreto, uma perda de energia, ou um comando especial da leitorapara a etiqueta
É bem-conhecido que o CRC é uma técnica de detecção de erropretendida para assegurar que os dados de mensagem recebida não foramcorrompidos no curso da transmissão da mensagem. Para este fim, um valor(uma soma de teste, tipicamente constituindo um algoritmo de CRC) é cons-truído no transmissor a partir de uma função da mensagem, e é anexado àmensagem. O receptor usa esta mesma função para calcular a soma de tes-te da mensagem recebida e comparar com a soma de teste anexada à men-sagem pelo transmissor para confirmar (ou questionar) se a mensagem foirecebida corretamente.
No protocolo preferido da invenção, a leitora de RFID autorizadaenvia um comando com um CRC codificado e a etiqueta de RFID decodificaο CRC para assegurar-se que o CRC codificado está correto. Similarmente,a etiqueta envia uma resposta ao comando da leitora com um CRC codifica-do e a leitora decodifica o CRC para ter certeza que este CRC codificadotambém está correto. Se ambos estão corretos, uma sessão de comunica-ção ou transação é começada, mas a verificação contínua de autenticaçãomútua é exigida a fim de que a transação seja permitida continuar. Se cadacodificação/decodificação não está correta, a leitora e a etiqueta devem a-bortar a transação, e é exigido que a autenticação mútua seja repetida doinício. O uso do campo de CRC1 que está no fluxo de dados tipicamente a-crescentado a cada comando e resposta, permite que a máquina de estadodesempenhe como designado. Não existe necessidade de estados especiaisdurante a sessão de autenticação ou qualquer tempo adicional para obteristo.
Este protocolo é descomplicado e extremamente eficiente. Inici-almente, antes que uma sessão de comunicação possa ser entrada na qualos dados armazenados na memória da etiqueta ou uma parte designada dememória é lida ou alterada pela leitora, a leitora e a etiqueta engatam noprocesso de autenticação mútua. Mas este sozinho não é considerado sersuficiente para proteger contra a possibilidade de que uma leitora não-autorizada busque fazer-se passar pela leitora autorizada (e autenticada) eser bem-sucedida em recuperar dados designados como privados da etique-ta. Em vez disto, para cada comando da leitora para a etiqueta e cada res-posta da etiqueta para a leitora, a autenticação prévia é verificada através deum processo de codificação e decodificação dos CRCs que acompanhamcada comando e resposta. A falha em verificar a autenticação do emissor emqualquer ponto na seqüência constitui a causa para abortar a sessão de co-municação.
A descrição precedente e o desenho anexo devem ser conside-rados como ilustrativos somente dos princípios da invenção. A invenção po-de ser configurada em uma variedade de maneiras, e não pretende ser limi-tada pelas modalidades preferidas ou métodos. Numerosas aplicações dainvenção ocorrerão facilmente àqueles versados na técnica a partir de umaconsideração da descrição precedente. Portanto, é desejado que a invençãonão é limitada ao exemplo específico descrito ou à construção e operaçãomostradas e descritas. Em vez disto, todas as modificações e os equivalen-tes adequados podem ser escolhidos, estando dentro do escopo da invenção.

Claims (11)

1. Protocolo pra salvaguardar a segurança de comunicações deidentificação de radio freqüência (RFID) entre uma leitora autorizada deRFID e uma etiqueta de RFID tendo uma memória com uma parte protegidade leitura de modo a fornecer proteção de leitura para a parte protegida deleitura da memória de etiqueta contra intrusão por uma leitora não-autorizada, o dito protocolo compreendendo conduzir um processo de auten-ticar mutuamente a dita etiqueta e a dita leitora autorizada como sendo auto-rizada a participar em uma série de transações envolvendo uma leitura dedados da dita parte protegida de leitura da memória da etiqueta, e verificarseparadamente a autenticidade da leitora como tendo a dita autoridade an-tes de cada transição na dita série.
2. Protocolo, de acordo com a reivindicação 1, incluindo abortara dita série de transações em uma inabilidade de verificar a autenticidade daautoridade da leitora.
3. Protocolo, de acordo com a reivindicação 2, incluindo reiniciaro protocolo conduzindo um processo de autenticar mutuamente a etiqueta ea leitora buscando participar nas ditas séries de transações.
4. Protocolo, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita eti-queta é uma etiqueta ativa.
5. Protocolo, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita eti-queta é uma etiqueta passiva.
6. Protocolo, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita eti-queta e a leitora operam na faixa de freqüência ultra-alta.
7. Sistema de comunicações, compreendendo:uma etiqueta de identificação de rádiofreqüência (RFID) com-preendendo uma memória de etiqueta armazenando uma chave privada euma identificação de etiqueta (ID), um gerador de número randômico de eti-queta para gerar um primeiro número randômico, um gerador de código deautenticação de etiqueta, e um processador de etiqueta para fazer a ID daetiqueta ser transmitida; euma leitora de RFID compreendendo:um gerador de número randômico de leitora para gerar um se-gundo número randômico;uma memória de leitora armazenando chaves privadas de eti-quetas e IDs de etiquetas, cada chave privada associada com uma das IDsde etiquetas;um processador de leitora para receber a ID de etiqueta transmi-tida da etiqueta de RFID e recuperar da dita memória de leitora a chave pri-vada de etiqueta associada com a ID de etiqueta recebida;um gerador de código de autenticação de leitora para receber oprimeiro número randômico, o segundo número randômico, e a chave priva-da de etiqueta recuperada, o dito gerador de código de autenticação de leito-ra gerando um código de autenticação de leitora baseado na chave privada,o primeiro número randômico, e o segundo número randômico, em que odito processador de leitora faz o primeiro código de autenticação de leitoraser transmitido para a dita etiqueta;em que o dito gerador de código de autenticação de etiquetaainda gera um código de autenticação de leitora baseado na chave privada,o primeiro número randômico, e o segundo número randômico, e o dito pro-cessador de etiqueta determina se a leitora é autêntica, baseado em umacomparação do código de autenticação de leitora transmitido pela leitora, e ocódigo de autenticação de leitora gerado pelo gerador de código de autenti-cação de etiqueta.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita eti-queta aceita comunicações da dita leitora se o dito processador de etiquetadetermina que a leitora é autêntica.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, em que o dito pro-cessador de etiqueta determina que a leitora é autêntica se o código de au-tenticação da leitora transmitido pela leitora corresponde ao código de auten-ticação de leitora gerado pelo gerador de código de autenticação de etique-ta.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, em que o dito ge-rador de código de autenticação de etiqueta ainda gera um código de auten-ticação baseado na chave privada, o primeiro número randômico, e o se-gundo número randômico, e o dito processador de etiqueta faz o dito códigode autenticação de etiqueta ser transmitido para a dita leitora, e ainda emque o dito gerador de código de autenticação de leitora gerada um código deautenticação de etiqueta baseado na chave privada, o primeiro número ran-dômico, e o segundo número randômico, e o dito processador de leitora de-termina se a etiqueta é autêntica, baseado em uma comparação do códigode autenticação de etiqueta transmitido pela etiqueta e do código de autenti-cação de etiqueta gerado pela leitora.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, em que a ditaleitora aceita as comunicações da dita leitora se o dito processador de eti-queta determina que a leitora é autêntica, e a dita etiqueta aceita comunica-ções da dita leitora se o dito processador de leitora determina que a etiquetaé autêntica.
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