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基于RFID的物流系統(tǒng)安全性研究

文檔作者：馮媛蔡增玉趙振宇甘勇文檔來(lái)源： 1．鄭州輕工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院 2．東北師范大學(xué)物理學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月16日
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、l造 匐 化
基于RFID的物流系統(tǒng)安全性研究
Research on the security of logistics system based On RFlD
馮媛 ，蔡增玉 ， 趙振宇 ，甘勇’
FENG Yuan ，CAI Zeng—yu。，ZHAO Zhen—yu ，GAN Yong。
(1．鄭州輕工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院，鄭州450002；2．東北師范大學(xué)物理學(xué)院，長(zhǎng)春1 30024)
摘 要：研究了基于RFID物流系統(tǒng)的安全問題。首先，分析了基于RFID物流系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；在此基
礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)基于RFID物流系統(tǒng)中的硬件、軟件、通信網(wǎng)絡(luò)等資源的分析，研究了其在硬
件、軟件、通信網(wǎng)絡(luò)等方面面臨的安全威脅。研究?jī)?nèi)容對(duì)于基于RFID物流系統(tǒng)的構(gòu)建具有一
定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別；物流；安全威脅
中圖分類號(hào)：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1 009-01 34(201 4)01(I-)一0023—03
Doi：1 O．396cl／J．issn．1 009-01 34．2014．01( )．08
0 引言
RFID(Radio Frequency Identification，射頻識(shí)
別)技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其利用射
頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的
自動(dòng)識(shí)別技術(shù) ]。與傳統(tǒng)的二維條碼技術(shù)相比，
RFID具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大、適用惡劣環(huán)境強(qiáng)、使用
壽命長(zhǎng)、讀寫距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此RFID在物流領(lǐng)
域有了越來(lái)越多的應(yīng)用 q】。由于RFID的引入而
引起的安全問題也H益引起了人們的關(guān)注 ’ ，但
當(dāng)前已有的研究集中在RFID的標(biāo)簽認(rèn)證和數(shù)據(jù)保
密。本文從系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的角度，對(duì)RFID在物流
系統(tǒng)中應(yīng)用的安全威脅進(jìn)行了全面分析， 以期為
相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)施提供參考。
1 基于RFID的物流系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分析
典型的基于RFID的物流系統(tǒng)一般包括總部網(wǎng)
絡(luò)、分公司／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)、查詢終端和移動(dòng)配送終端
四部分。總部網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Internet和分公司／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)
連接；查詢終端通過(guò)Internet或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與查詢
服務(wù)器通信；移動(dòng)配送終端在分公司／倉(cāng)庫(kù)通過(guò)無(wú)
線局域網(wǎng)與倉(cāng)庫(kù)管理終端通信，在運(yùn)輸途中通過(guò)移
圖1 基于RFID的物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
收稿日期：2013-05—17
基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61340059)；河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(12A520048)
作者簡(jiǎn)介：馮媛(1979一)，女，河南濟(jì)源人，講師，碩士，研究方向?yàn)闊o(wú)線通信和信息安全。
第36卷第1期2014一O1(上) [231
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l 訇 似
動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與中,lS／la務(wù)器通信，具體如圖1所示。
1)總部網(wǎng)絡(luò)
總部網(wǎng)絡(luò)是公司的核心網(wǎng)絡(luò)，為局域網(wǎng)，一
般由中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和查詢服務(wù)器等
構(gòu)成。中心服務(wù)器為物流信息系統(tǒng)各種服務(wù)提供
支持，負(fù)責(zé)核心業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的處理；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)
器為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理提供支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的
存儲(chǔ)、備份、查詢與更新；查詢服務(wù)器為各類各
戶對(duì)貨物狀態(tài)的查詢提供支持。
2)分公司／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)
分公司／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)主要包括本地服務(wù)器、本地
系統(tǒng)管理終端、倉(cāng)庫(kù)管理終端和RFID托盤。本
地服務(wù)器不僅支持本地系統(tǒng)管理終端管理本地?cái)?shù)
據(jù)，并保存一些僅供本分部使用的局部數(shù)據(jù)，同
時(shí)負(fù)責(zé)調(diào)用中心服務(wù)器提供的各種服務(wù)，并與移
動(dòng)配送終端通信；系統(tǒng)管理終端主要管理分公司
的本地服務(wù)器、各種報(bào)表和日志；倉(cāng)庫(kù)管理終端
通常在物流倉(cāng)庫(kù)使用，通過(guò)對(duì)RFID托盤數(shù)據(jù)的讀
寫，實(shí)現(xiàn)出、入庫(kù)和庫(kù)存管理；RFID托盤是帶有
RFID標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)托盤，標(biāo)簽中存有托盤中貨物的
有關(guān)信息，方便對(duì)貨物信息的自動(dòng)化管理。
3)移動(dòng)配送終端
移動(dòng)配送終端與倉(cāng)庫(kù)管理終端功能類似，實(shí)
現(xiàn)對(duì)RFID托盤數(shù)據(jù)的訪問，但能夠隨車移動(dòng)，并
通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與本地服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。
車輛離開分公司／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)后，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)
與中,15 Jla務(wù)器聯(lián)系，支持貨物配送途中的跟蹤與
監(jiān)控。
4)查詢終端
客戶使用查詢終端訪問查詢服務(wù)器提供的
Web服務(wù)，查詢貨物狀態(tài)。查詢終端可以是PC機(jī)
及智能手機(jī)等設(shè)備。
2 基于RFID的物流系統(tǒng)安全威脅分析
2．1資源分析
基于RFID技術(shù)的物流系統(tǒng)包括總部網(wǎng)絡(luò)、分
部／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)、各種查詢終端、倉(cāng)庫(kù)管理終端、系
統(tǒng)管理終端、移動(dòng)配送終端及RFID系統(tǒng)托盤等構(gòu)
成，從底向上邏輯上分為軟件、硬件、通信三個(gè)
層次，每層又涉及到多種資源，具體如表1所示。
2．2安全威脅分析
2_2_1硬件安全
硬件安全主要指由于系統(tǒng)硬件設(shè)備的丟失、
[241 第36卷第1期2014-01(上)
表1 基于RFID技術(shù)的物流系統(tǒng)中的重要資源
類別 描述
操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；web服務(wù)器；物流管理信息
。 系統(tǒng)(包括出庫(kù)管理、入庫(kù)管理、訂單管理、配送運(yùn)
輸、發(fā)貨計(jì)劃、系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)維護(hù)、異常物流、報(bào)
表管理、查詢等功能模塊)
管理終端(包括倉(cāng)庫(kù)管理終端、系統(tǒng)管理終端、移動(dòng)
t 配送終端)；服務(wù)器(包括中心服務(wù)器、本地服務(wù)
器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、查詢服務(wù)器)：查詢終端：RFID
托盤；路由器以及各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
通信和網(wǎng)絡(luò) 射頻通信；移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；Intemet；局域網(wǎng)
損壞、非法使用等造成的安全問題，包括如下因
素： 非法使用、輻射、硬件故障、搭線竊聽、盜
用及偷竊等等?；赗FID技術(shù)的物流系統(tǒng)中的硬
件主要包括終端、服務(wù)器、RFID標(biāo)簽和網(wǎng)絡(luò)設(shè)
備。
1)終端主要位于分公司／倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)的倉(cāng)庫(kù)管
理終端和系統(tǒng)管理終端。這兩類終端一般在分公
司／倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部，面臨的安全威脅相對(duì)較小，主要是
非授權(quán)用戶的使用和訪問；車載移動(dòng)終端由于所
處的特殊環(huán)境，面臨著機(jī)器受損和丟失而不能使
用， 系統(tǒng)丟失造成數(shù)據(jù)泄漏方面的威脅； 由于物
流公司工作人員的流動(dòng)性較大，因此對(duì)離職的人
員的非法訪問應(yīng)特別注意。
2)RFID標(biāo)簽一般安裝在托盤或單個(gè)物品之
上，所處環(huán)境復(fù)雜，并且通過(guò)射頻訪問。面臨著
標(biāo)簽物理?yè)p壞、標(biāo)簽丟失、對(duì)電子標(biāo)簽信息的盜
讀和非法篡改及讀寫器受到干擾等威脅。特別是
射頻監(jiān)測(cè)器進(jìn)行竊聽，從而得到口令、ID及賬
號(hào)、涉密信息等敏感數(shù)據(jù)。
3)服務(wù)器主要包括中,IMa務(wù)器，查詢服務(wù)器
和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。中心服務(wù)器和查詢服務(wù)器主要
面臨各種自然災(zāi)害造成物理?yè)p壞、斷電或收到攻
擊造成服務(wù)中斷。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器保存著整個(gè)物流
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)， 主要面臨火災(zāi)水災(zāi)、地震、雷電等
各種自然災(zāi)害造成物理?yè)p壞、硬盤故障等造成的
數(shù)據(jù)丟失。
2_2_2軟件安全
軟件安全主要指由于系統(tǒng)中的各種軟件存在
的漏洞、后門等缺陷給系統(tǒng)帶來(lái)的安全威脅?；?
于RFID技術(shù)的物流系統(tǒng)中的軟件主要包括各種操
作系統(tǒng)、web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及物流管理信
息系統(tǒng)。
1)操作系統(tǒng)主要是運(yùn)行在服務(wù)器和查詢端的
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l 甸 似
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，是各種軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)和安全
的基石。常用的Windows、Linux及Unix等操作系
統(tǒng)均存在各種各樣的安全問題。操作系統(tǒng)面臨的
安全威脅主要有感染病毒、蠕蟲攻擊、木馬植入
和黑客入侵等。
2)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是中心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上
運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)整個(gè)物流系統(tǒng)的數(shù)
據(jù)信息的存儲(chǔ)和處理服務(wù)，其面臨的安全威脅包
括非授權(quán)用戶的訪問、通過(guò)口令猜測(cè)獲得系統(tǒng)管
理員權(quán)限、SQL注入以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)本身存在漏
洞容易受到攻擊等。另外， 由于數(shù)據(jù)庫(kù)程序的意
外崩潰不可恢復(fù)而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)不一致
等，也是需要考慮的安全問題。
3)WebHE務(wù)器為客戶主要提供查詢支持。web
服務(wù)器的配置和權(quán)限設(shè)置，直接影響訪問網(wǎng)站的
效率和安全。其面臨的安全威脅主要有：客戶端
攻擊、腳本注入和拒絕服務(wù)攻擊等。
4)物流管理信息系統(tǒng)是基于RFID物流系統(tǒng)中
的各種應(yīng)用程序和模塊的集合，用來(lái)對(duì)物流活動(dòng)
的整個(gè)流程進(jìn)行信息化管理，供物流系統(tǒng)中的各
種用戶使用。其存在的安全威脅主要有：程序設(shè)
計(jì)中的漏洞、后門、非授權(quán)用戶訪問、用戶越權(quán)
訪問、數(shù)據(jù)泄漏及欺騙攻擊等。
2．2．3通信和網(wǎng)絡(luò)安全
基于RFID的物流系統(tǒng)中的通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主
要包括RFID標(biāo)簽與讀寫器通過(guò)射頻通信；移動(dòng)配
送終端與中心服務(wù)器通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通信；查
詢端通過(guò)Internet或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與查詢服務(wù)器通
信；分部／倉(cāng)庫(kù)的本地服務(wù)器通過(guò)Internet與中心服
務(wù)器通信；中心網(wǎng)絡(luò)和分部／倉(cāng)庫(kù)的局域網(wǎng)。
1)標(biāo)簽與讀寫器(終端)通信安全。首先，
標(biāo)簽與讀寫器(終端)通過(guò)射頻信號(hào)通信， 由于
無(wú)線信號(hào)本身的開放性，給非法用戶的偵聽?zhēng)?
來(lái)非常的方便，存在由于監(jiān)聽造成的信息泄漏問
題：同時(shí)，目前的RFID的認(rèn)證算法還不夠安全，
存在著RFID或讀寫器身份偽裝的可能性；另外，
通過(guò)發(fā)射大量的干擾射頻信號(hào)，使合法讀寫器的訪
問無(wú)法順利完成，從而造成拒絕服務(wù)攻擊等威脅。
2)移動(dòng)配送終端通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與中心服
務(wù)器通信，主要面臨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中：竊聽、
偽終端欺騙造成的信息泄漏，造成數(shù)據(jù)機(jī)密性的
破壞；修改、重放和刪除用戶數(shù)據(jù)或信令數(shù)據(jù)，
破壞數(shù)據(jù)完整性的破壞；在物理上或協(xié)議上千擾用
戶數(shù)據(jù)、信令數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)在無(wú)線鏈路上的正確
傳輸或用大量的垃圾數(shù)據(jù)過(guò)載耗盡網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)
拒絕服務(wù)攻擊，造成系統(tǒng)可用性的破壞。
3)客戶查詢端、分布服務(wù)器與中心服務(wù)器通
過(guò)Internet連接，面臨著Internet本身存在的監(jiān)聽、
病毒、蠕蟲和DOS等威脅。
3 結(jié)論
安全是RFID在物流系統(tǒng)廣泛應(yīng)用需要解決的
重要問題，本文從硬件、軟件和通信網(wǎng)絡(luò)等層面
對(duì)基于RFID物流系統(tǒng)的安全威脅進(jìn)行了深入的研
究，對(duì)物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有重要的借鑒作用，必將
對(duì)RFID在物流系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生積極的影
響。RFID物流系統(tǒng)的安全保障是一個(gè)系統(tǒng)工程，
需要從技術(shù)、管理、法律等多個(gè)層面的共同作用
來(lái)實(shí)現(xiàn)。如何保障RFID物流系統(tǒng)的安全性、構(gòu)建
完整的RFID物流系統(tǒng)安全解決方案將是RFID在物
流中廣泛應(yīng)用亟待解決的問題，也將是下一步研
究的重點(diǎn)。
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