超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法及系统，利用超高频射频识别标签的物理层特性，在不修改超高频射频识别技术商用协议和标签硬件的情况下，实现可信的标签认证；与基于标签产品号的认证方法相比，提升了安全性与可信性；与基于加密算法的方法项目，本发明专利技术不依赖于标签密钥的保护，即使攻击者知晓合法标签的物理层特性，也很难寻找到符合要求的假冒标签；与其他物理层认证方法相比，本发明专利技术具有认证时间短，特征存储量小，不受外界环境干扰的优点，具有较高的安全性和实用性。实用性。实用性。

【技术实现步骤摘要】
超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法及系统


[0001]本专利技术属于射频识别
，具体涉及一种超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法及系统。

技术介绍

[0002]在全球化贸易发展中，消费者对商品认证具有越来越迫切的需求。对商品进行认证是指通过一定的技术，对产品的真伪进行辨别。现有的产品认证方法主要分为两大类，分别是基于产品标签内容的和基于加密算法的。基于产品标签内容的方式主要是二维码、条形码、传统标签的形式。这种认证方式将产品标签的内容，如产品号等作为认证的依据。这类方法认证方式简单，但标签内容极容易被复制，赝品能够通过简单地复制正品标签的方式来通过认证，因此这类方法的安全性不高。而基于加密算法的方式主要是利用支持加密的标签，如NFC、高频RFID等。这类方法的安全系数高，但这类方法过度依赖于标签的密钥，若密钥被攻破或被窃取，攻击者仍然能够制造假冒产品。并且这类方法所使用的标签通讯距离较短(通常为10厘米以内)，不适用于物流、仓储等大型产品认证场景。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法及系统，利用价格低廉的超高频射频标签物理层的特性，实现高效、可靠的标签认证。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：
[0005]超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，包括以下步骤：
[0006]S1、选取N种不同的阅读器发送参数，在每种阅读器发送参数下发送M次Query信号，采集目标标签回复的RN16，根据采集结果在不同的阅读器发送参数下生成标签反向散射频率BLF的分布并进行归一化处理，完成标签特征注册；
[0007]S2、根据步骤S1设置的N种阅读器发送参数发送阅读器命令，采用高效对比法或高质对比法，通过标签在不同的阅读器发送参数下展现出的标签反向散射频率BLF进行标签认证。
[0008]具体的，步骤S1中，阅读器发送参数包括除法比例和标签
‑
阅读器校正信号。
[0009]具体的，步骤S1中，N大于等于8次，M大于等于200次。
[0010]具体的，步骤S1中，标签反向散射频率BLF具体为：
[0011][0012]其中，DR和TRcal分别为出发比例和标签
‑
阅读器校正信号。
[0013]进一步的，标签反向散射频率BLF在给定的阅读器发送参数下的波动范围为
±
4％～
±
22％，同一个标签在同一个参数下的波动范围为
±
2.5％。
[0014]具体的，步骤S2中，高效对比法具体为：
[0015]将阅读器发送参数遍历步骤S1中设置的N种发送参数，每种发送参数只发送1次，采集目标标签所返回的RN16，计算RN16在每一种参数下的BLF特征，并与步骤S1特征注册时归一化处理的BLF分布图进行比对，将BLF分布图中的数值作为概率，将N种发送参数下的N个概率连乘，得到对应标签是否为合法标签的概率，将标签是否为合法标签的概率与阈值进行对比，将高于阈值的标签作为合法标签。
[0016]进一步的，如果概率低于阈值，采用高质对比法进行标签认证，或直接认定为非法标签。
[0017]具体的，步骤S2中，高质对比法具体为：
[0018]将阅读器发送参数遍历步骤S1中所设置的N种发送参数，每种发送参数发送M次，N与M都与标签注册时一致，采集标签所返回的BLF分布，进行归一化后，与标签注册时的BLF分布图进行比对，将比对结果大于阈值的标签作为合法标签，否则直接认定为非法标签。
[0019]进一步的，比对方法采用DL散度。
[0020]第二方面，本专利技术实施例提供了一种超高频射频识别标签物理层特性的标签认证系统，包括：
[0021]注册模块，选取N种不同的阅读器发送参数，在每种阅读器发送参数下发送M次Query信号，采集目标标签回复的RN16，根据采集结果在不同的阅读器发送参数下生成标签反向散射频率BLF的分布并进行归一化处理，完成标签特征注册；
[0022]认证模块，根据注册模块设置的N种阅读器发送参数发送阅读器命令，采用高效对比法或高质对比法，通过标签在不同的阅读器发送参数下展现出的标签反向散射频率BLF进行标签认证。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0024]本专利技术超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，将标签在不同阅读器参数下的反向散射频率作为认证特征，反向散射频率的范围由标签商用协议(EPC C1G2协议)规定，因此具有较高的可用性；另外，相比于前期基于物理层信号特征的其他物理层认证方案，本专利技术采集的反向散射频率具有存储量小的巨大优势，每一个阅读器参数下的标签反向散射频率分布为50等份，每一等份都有0％～100％共101种概率可能性(2^7)，即共需要7位*50等份*N的二进制进行存储，能够将100MB的特征存储量降低至3Kb。
[0025]进一步的，阅读器发送参数包括除法比例及标签
‑
阅读器校正信号符合现有的商用协议对标签反向散射频率计算的规定，另外，这两个参数都能够通过控制阅读器的发送信号有效控制，从而实现对标签的可信认证。
[0026]进一步的，由于某些标签在某些阅读器发送参数下所体现出的标签反向散射频率BLF具有较为相似的特性，因此本申请采用N大于等于8次的设置，能够大大增加标签的特征空间。另外，阅读器参数发送次数M大于等于200次也能够在节约认证时间的同时，获得较好的认证效果，减少偶发因素对认证结果的影响。
[0027]进一步的，本专利技术提出的高效法能够大大降低认证时间，将认证所需的通信次数从N*M降低为N，同时通过实验可知，高效法能够保证较好的认证准确率。
[0028]进一步的，高效法通过对比概率与阈值的相对大小，对标签进行认证，大大减少了认证复杂度，降低了认证时间。同时，对于那些可能出现认证错误的标签，也提供了高质法这一补充方案，减少了误判的可能性。
[0029]进一步的，高质法作为高效法的有效补充，使每一个认证端采用与注册端相同的特征采集方式，能够较好地规避偶发因素对标签认证的影响，具有较好的认证准确率。
[0030]进一步的，高质法的比对方法采用DL散度，该方法是经典的对比两个分布是否相似的方法，能够快速准确地获得标签认证结果。
[0031]可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
[0032]综上所述，本专利技术具有认证时间短(低至55毫秒)，特征存储量小(低至3Kb)，不受外界环境干扰的优点，且能够在不修改现有商用协议和标签硬件的基础上，实现高准确率的标签认证。
[0033]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0034]图1为阅读器不同参数设置下标签BLF的额定值与波动范围图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取N种不同的阅读器发送参数，在每种阅读器发送参数下发送M次Query信号，采集目标标签回复的RN16，根据采集结果在不同的阅读器发送参数下生成标签反向散射频率BLF的分布并进行归一化处理，完成标签特征注册；S2、根据步骤S1设置的N种阅读器发送参数发送阅读器命令，采用高效对比法或高质对比法，通过标签在不同的阅读器发送参数下展现出的标签反向散射频率BLF进行标签认证。2.根据权利要求1所述的超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，其特征在于，步骤S1中，阅读器发送参数包括除法比例和标签
‑
阅读器校正信号。3.根据权利要求1所述的超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，其特征在于，步骤S1中，N大于等于8次，M大于等于200次。4.根据权利要求1所述的超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，其特征在于，步骤S1中，标签反向散射频率BLF具体为：其中，DR和TRcal分别为出发比例和标签
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阅读器校正信号。5.根据权利要求4所述的超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，其特征在于，标签反向散射频率BLF在给定的阅读器发送参数下的波动范围为
±
4％～
±
22％，同一个标签在同一个参数下的波动范围为
±
2.5％。6.根据权利要求1所述的超高频射频识别标签物理层特性的标签认证方法，其特征在于，步骤S2中，高效对比法具体为：将阅读器发送参数遍历步骤S1中设置的N种发送参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸽，杨睿华，丁菡，惠维，赵鲲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：