基于RFID技术的商品防伪技术在各个领域的使用，逐步引起了商品市场的关注，针对商品市场的各种应用场景，结合商品生产、物流过程、企业经销、消费者环节等场景容易出现的问题，对防伪标签的安全性进行研究，为RFID标签在商品防伪实际场景的应用提供一些理论基础。

 

基于RFID标签的商品防伪技术，其应用场景主要为消费者通过读写设备，如读写器、智能手机、计算机等对标签进行识读，载体包括一维条码、二维码、RFID等，通过网络与数据库或防伪系统进行关联，对信息的正确性进行验证，实现防伪的功能。

在整体设计思路方面，主要分为两个方面去考虑研究，一方面是防伪的硬件内容，另一部分是防伪的算法和系统方面。硬件方面的内容包含了标签和读写器两个部分，而算法方面主要研究数据的一些压缩算法等，系统部分主要是防伪管理系统和数据库两方面的内容，设计的结构图，如图1所示。

图1  RFID商品防伪结构

 

方案中，RFID电子标签主要用来承载防伪信息，通过压缩技术，使用RFID数据压缩模块，从而实现信息的安全性。通过RFID读写器，对压缩的标签进行读取，并通过网络与防伪系统和数据库进行数据验证，比对一致性和合法性，得出防伪结果。

从这个环节可以看出，由于标签暴露在整个系统之外，是消费者或第三方都能轻易读取的数据，所以标签的数据安全，是这个设计体系的核心问题之一，也是本文研究的重点。

 

研究RFID标签的安全性，可以分为以下三个方面：

因为标签是暴露的，容易被非法读写，导致防伪失效，需要对标签进行改进，使其只能经过验证的RFID读写器才能读写，并且标签和读写器之间，是必须相互验证的。

在标签参数项中，EPC是基于GS1系统的编码信息；UID是包装上的可视编码；访问密文是读写器和标签相互认证的加密算法；启动访问控制是读写器的准读设置，用来区分是否认证的读写器；会话密钥使用加密算法，保证与系统或数据库信息交互的安全性；商品的数据分析，包含商品包装盒属性的一些基础信息。

标签和读写器相互读写，整个流程设计，如图2所示。

图2  标签和读写器相互读写过程

 

标签的数据安全算法，直接影响了防伪系统的性能，结合RFID标签的特点，基于多维度考虑，可使用基于杂凑函数的RFID标签数据的安全算法来提高安全性，该算法中，标签和读写器的读写过程，如图 3 所示。

图3  基于杂凑函数的数据安全算法

 

基于杂凑函数的RFID标签数据的安全算法主要是实现读写之间的双向验证，防止未被认证的读写器进行攻击，同时，标签的信息也无法被无认证的设备读取，防止了数据内容的泄露，从而保证防伪系统的有效运行。

除了加密算法和安全性的研究外，还有一个问题影响了防伪系统的运行，就是标签数据量的问题，数据量决定了标签存储空间的大小，从而决定了防伪标签价格的高低。为了降低成本，可以提出一些压缩算法，对RFID标签进行数据压缩，让防伪系统适应更广大的市场。

改进的、基于LZW算法的RFID标签数据的数据压缩算法，能有效将数据容量压缩到2Kbit内，而这个空间的标签，市场上技术成熟，价格适中，比较符合作为防伪系统的标签大批量使用。这种改进的基于LZW算法的RFID标签数据的数据压缩算法，主要使用了二叉树的数型存储结构和对阈值判断操作方法的改进，来提高标签存储空间的利用率，整个实现过程是利用编码器通过散列过程逐个把RFID电子标签中的数据读出并存储到树型字典结构中，该算法的编码框图，如图 4 所示。

图4  改进算法的编码流程