适用于RFID的几种小型加密算法

2022-10-28

无线射频识别（RFID）是一种自动识别技术，它的运行依赖于读取器与标签之间的通信合作。如今它已发展出了多种不同的协议，并在很多领域有着广泛的运用。然而，RFID的保密性与隐私性问题却成为了其进一步发展的障碍，因为在这种低成本、低功耗、轻量级的平台上，原先的一些加密算法很难在有限的资源上实现。那么今天我就为大家介绍几种使用于RFID的小型加密算法。

一、AES加密算法

AES加密算法，也被称为Rijndael，是由数据加密标准（DES）衍生而来。

AES加密算法是一个使用128为分组块的分组加密算法，分组块和128、192或256位的密钥一起作为输入，对4×4的字节数组上进行操作。AES加密算法的每一轮加密都包含4个阶段，分别是AddRoundKey，SubBytes，ShiftRows，和MixColumns。

众所周知AES加密算法是种十分高效的算法，尤其在8位架构中，这源于它面向字节的设计。

AES加密算法适用于8位的小型单片机或者普通的32位微处理器，并且适合用专门的硬件实现，硬件实现能够使其吞吐量（每秒可以到达的加密／解密bit数）达到十亿量级。同样，其也适用于RFID系统。高效的实现和算法的免费使用为AES在无线局域网和后来出现的相关协议中的应用铺平了道路。

二、DESL加密算法

数据加密标准（DES）是由美国联邦信息处理标准在1976年为美国选出的一种加密算法。作为一个分组加密算法，DES在64位大小的分组快上进行操作，其密钥同样也是64位。[10]DES的大致结构由Feistel网络组成，此网络中包括含有8个S-Boxes的16次完全相同的基本轮回，一次初始排列，一次最终排列和一个独立的密钥次序表。

DESL（DES轻量级扩展）是DES为适应小型计算设备（如RFID设备或Smart Cards）要求的一种扩展，它是由A.Poschmann等人在2006年作为超低成本加密算法的一种新替代而建议提出的。与AES在RFID中的实现相比， DESL对芯片大小的需求降低了49%，对电量的需求降低了90%，运行时的机器周期数减少了85%。为了降低对芯片大小的要求，这种算法仅使用了一个改进的S-Box，将其重复八遍。因此，与已发布的最小的DES实现相比，其对晶体管数目的要求也降低了38%。

三、HIGHT加密算法

适用于RFID的几种小型加密算法

HIGHT是由Deukjo Hong等人提出的另一种分组加密算法，它使用64位的分组快和128位的密钥，子密钥只在加密和解密的运行过程中被生成。从某种意义上讲，HIGHT是面向硬件而非面向软件的，因为它只对硬件提出了极低的资源要求，适用于低成本、低功耗、轻量级的实现，比如USN（Ubiquitous SensorNetwork）中的传感器或者RFID标签。

四、XXTEA加密算法

适用于RFID的几种小型加密算法

TEA微型加密算法最初是由David Wheeler和Roger Needham在1994年以Fast Software Encryption工作室的名义发表的，设计的重点在于描述与实现的简单性。它是一种分组加密算法，以128位的密钥对64位的分组块进行操作。TEA遭受到等效密钥的困扰——每个密钥与其他是那个密钥是等效的，也就是说有效的密钥长度只有126位。此算法易受到相关密钥（Related Key）攻击法的攻击。

为了消除这些弱点，Needham和Wheeler先后发表了算法的修正版Block TEA (通常指XTEA)和XXTEA (于1998年发表)。

XXTEA的发布使得其安全性得到了保障，简单性也得到了保持。至今仍还没有有效的破解方法出现。

小知识之RFID

射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。