隨著互聯網應用的普及，USBKey 在網上交易、身份簽名和認證等各種電子商務活動 中扮演著越來越重要的角色。因此USBKey 的發展趨勢成為人們關注的焦點。針對公司、 銀行、交易所等場所可能出現的USBKey 使用的安全問題，本文提出了一種基于RFID 技術 的無線Key 模型，并對其安全性進行了分析。

　　1 引言

　　隨著電子商務和網上銀行的普遍應用，USBKey 的安全使用成為日益關注的問題。在公 司、銀行、交易所等一些公共場所，如果用戶臨時有事暫時離開而又忘記拔掉USBKey，這 時非法者就有可能趁虛而入，竊取用戶隱私或者利用存儲在USBKey 中的證書進行網上非 法交易，給用戶造成隱私泄漏和金錢損失。所以，有必要設計一種用戶可以隨身攜帶的 USBKey 來解決這方面的安全問題。這樣既能方便用戶，而且更加安全。本文正是在這種問 題背景下設計了一種基于RFID 技術的無線Key 模型，并對其安全性進行了分析。

　　2 RFID 安全性分析

　　RFID 系統主要包括：電子標簽(Tag)、讀卡器(Reader)和微型天線(Antenna)。由于集成(1)(2) 的RFID 系統實際上是一個計算機網絡應用系統，因此安全問題類似于計算機和網絡的安全 問題。一般地，RFID 的安全威脅除了與計算機網絡有相同之處外，還包括標簽數據、通信 鏈路和閱讀器協議三種類型的安全威脅(3)。標簽數據的安全威脅表現為非法用戶可以利用合 法的閱讀器或者自構一個閱讀器，直接與標簽進行通信，造成標簽內數據泄露；通信鏈路上的安全威脅主要表現在黑客非法截取通信數據、非法用戶通過發射干擾信號來堵塞通信鏈 路、利用冒名頂替標簽向閱讀器發送數據以及發射特定電磁波破壞標簽等方面；閱讀器協議 安全威脅是指在閱讀器中，除中間件(4)被用來完成數據的遴選、時間過濾和管理之外，只能 提供用戶業務接口，而不能提供能讓用戶自行提升安全性能的接口。

　　由此可見，如何解決RFID 技術的安全缺陷成為其能否得到更大程度應用的關鍵。而本 文正是利用USBKey 的操作安全性提出了一個將RFID 技術與USBKey 相結合的模型。

　　3 無線Key 模型設計

　　3.1 模型設計

　　無線Key 的功能實現需要用戶機終端、讀卡器、無線Key 等硬件，其中標簽內嵌在無 線Key 內。其模型設計如圖1 所示：

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　　圖1 基于RFID 技術的無線Key 模型

　　讀卡器包括控制單元、射頻接口、加/解密邏輯單元和隨機數發生器四部分（5）。其中控 制單元完成以下功能：與用戶機終端進行通信；信號編碼與解碼；控制與應答器的通信過程； 以及進行讀卡器與無線Key 內標簽的身份認證。射頻接口的功能是產生高頻發射功率以便 啟動標簽和提供能量；調制發射信號并將數據傳送給應答器以及接受并解調應答器高頻信 號。

　　無線Key 由用戶隨身攜帶，其硬件構成如上圖所示。其中ROM 單元存放的是標簽的ID 號。COS 即芯片操作系統，是無線Key 的核心，它主要實現控制無線Key 和外界的信息交 換，管理存儲器單元并在無線Key 內部完成各種命令的處理等功能。 無線 Key 的認證過程主要分為兩個步驟：第一步：利用RFID 技術實現標簽與讀卡器之 間的雙向認證；第二步：在標簽與讀卡器進行雙向認證無誤后，用戶機終端提示用戶輸入 PIN 碼，進行主機對用戶身份的認證。

　　3.2 協議設計

　　這里，假設讀卡器和用戶機終端數據庫的通信是在一條安全可靠的有連接信道上進行而讀卡器和無線Key 之間的通信是不安全的。并且在用戶機終端和無線Key 的RAM 中已 經存儲了讀卡器和無線Key 雙方的證書。協議描述過程（6）（7）如下：

　　⑴當帶有標簽的無線 Key 進入到讀卡器的作用范圍內時，讀卡器會向應答器發送請求。 ⑵應答器產生響應，并由無線Key 的COS 執行一系列操作：先由隨機數發生器產生隨機數 R1 并存儲到RAM 單元，然后取出RAM 單元中存儲的讀卡器的證書Certreader，在加/解密邏 輯單元中利用讀卡器證書里的公鑰KUB 對隨機數R1 進行加密。最后通過應答器再發送給讀 卡器，如圖2 所示：

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　　圖2 應答器響應并利用KUB 發送R1