一種射頻電子標籤的製作方法

2023-12-04 13:50:06 1

專利名稱：一種射頻電子標籤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種射頻電子標籤，尤其涉及的是一種能夠對數據分段 加密以提高安全性的射頻電子標籤。
背景技術：
無線射頻識別技術(Radio Frequency Idenfication， RFID )是一種非接 觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁 耦合)或雷達反射的傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。RFID系統至少包含電子標籤和閱讀器兩部分。電子標籤是射頻識別系 統的數據栽體，電子標籤由標籤天線和標籤專用晶片組成。依據電子標籤 供電方式的不同，電子標籤可以分為有源電子標籤(Activetag)、無源電子標 籤(Passive tag)和半無源電子標籤(Semi""passive tag)。有源電子標籤內裝有 電池，無源射頻標籤沒有內裝電池，半無源電子標籤(Semi—passive tag)部 分依靠電池工作。RFID閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標籤進^f亍無線通信，可以 實現對標籤識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高 頻模塊(發送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。在現有技術中，射頻電子標籤(RFID tag)與相應閱讀器的詢問和應答， 大多是以明文方式傳遞數據的。這些明文的傳遞方式由於未經加密，其內 容可被竊聽，不利於商家的商業竟爭和對消費者或商家的秘密保護。即使 明文經過加密，也都是產生固定密文，可被跟蹤，不利於消費者的隱私保 護。因此，現有技術存在缺陷，而有待於改進和發展
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種一種射頻電子標籤，為了克服現有技術 的射頻電子標籤不能防跟蹤的問題，通過在射頻電子標籤中設置隨機數發生器和hash散列處理單元，該標籤能夠將需要應答的內容信息進行分段隨 機處理，從而以簡單的硬體達到內容保密，防跟蹤，並且能快速檢索的目 的。本實用新型的技術方案包括一種射頻電子標籤，其可與一閱讀器進行射頻通訊傳輸數據，並包括 一下行解碼單元，用於對接受到的信號進行解碼； 一下行循環冗餘碼校驗 驗證單元，用於對解碼後的信號進行驗證； 一指令處理單元，用於接受驗 證後的信號指令並控制信息的讀寫； 一非易失性存儲器，接受所述指令處 理單元的控制，用於存儲標籤識別碼信息；以及， 一上行循環冗餘碼校驗 驗證單元和一上行編碼單元，用於將發送給所述閱讀器的數據進行校驗及 編碼；其中，所述指令處理單元還控制連接有一隨機數產生器，用於產生 加密的隨機數；以及，一hash散列處理單元，用於利用所述隨機數將發送 給所述閱讀器的數據進行hash加密運算。所述的射頻電子標籤，其中，所述指令處理單元還用於對發送給所述 閱讀器的數據進行分段加密，形成分段後加密的多段數據。所述的射頻電子標籤，其中，所述指令處理單元用於將發送給所述閱 讀器的數據分為至少兩段，並用所述隨機數分別進行hash加密運算後，連 同所述隨機數發送給所述閱讀器。本實用新型所提供的一種射頻電子標籤，由於在該射頻電子標籤中設置 了隨機數發生器和hash散列處理單元，該標籤能夠將需要應答的內容信息 進行分段隨機處理，保證了傳輸內容的保密，防跟蹤，並實現了對數據信 息的快速檢索。

圖l是本實用新型的標籤與閱讀器以及後端資料庫的系統原理圖； 圖2是本實用新型的數字基帶電路原理圖。其中圖中，標號l、 RFID標籤，2、 RFID閱讀器，3、 RFID後端資料庫， 4、下行解碼單元，5、下行CRC (循環冗餘碼校驗)驗證，6、 NVM:非易 失性存儲器，7、上行CRC (循環冗餘碼校驗)驗證，8、上行編碼單元， 9、指令處理單元，10、 hash散列處理單元，11、隨機數發生器，12、防沖 撞處理單元。
具體實施方式
以下結合附圖，將對本實用新型的各較佳實施例進行更為詳細的說明。 本實用新型的射頻電子標籤是在現有技術的射頻電子標籤基礎上加入 了隨機數產生器11和一個hash散列處理單元10,如圖2所示的射頻電子標籤 為實現與閱讀器之間射頻收發數據，其包括一下行解碼單元4，通訊連接一 下行CRC (循環冗餘碼校驗)驗證單元5，之後連接一指令處理單元9，該 指令處理單元9用於對整個射頻電子標籤的控制和數據處理。該指令處理單 元9連接控制有一非易失性存儲器NVM單元6，用於存儲該射頻電子標籤的 標籤識別碼和其他記栽的數據內容。為響應閱讀器的讀寫指令，所述指令 處理單元9還通訊連接有上行CRC (循環冗餘碼校驗)驗證單元7和上行編 碼單元8。在本實用新型的射頻電子標籤內部電路中，所述指令處理單元還設置連 接有至少一隨機數產生器ll和一個hash散列處理單元10,以及一防衝撞處理 單元12,用於判斷上行信號是否會與別的標籤發生同時通訊的衝撞。本實用新型的射頻電子標籤在應答閱讀器的詢問時，先產生一個隨機數 r,再將需應答的標籤內容分兩份或多份。再將該隨機數r與該標籤的一部分 內容比如"目錄號Px"—起輸入hash散列處理單元，產生第一hash值A。再將 該隨機數r與該標籤的另一部分比如"商品號T咖"一起輸入hash散列處理單 元，產生第二hash值B。然後標籤將(r， A， B) —起響應給閱讀器。這樣 的值是保密且隨機的，達到了內容保密和防跟蹤的目的。隨後閱讀器將這個值傳遞給後端資料庫，資料庫將隨機數r與所有數據 庫內的標籤的第一部分內容hash值算出來，與所述第一hash值A比較，直到 找到所有具有相同的第一部分內容的標籤群。再同樣，資料庫將該標籤群 中各記錄項的第二部分內容，與所述隨機數r進行hash值運算，將運算後的 hash值與所述第二hash值B比較，如果相同則就找到了第一部分和第二部分 都符合的內容，也就是待檢索的紀錄項目。這樣就檢索出了所需要的標籤 內容。本實用新型射頻電子標籤中所採用的分段檢索無須將所有的紀錄的所 有部分的內容進行比對，而是分階段計算和比對數據，可大大降低資料庫 檢索時間，尤其是在需要數據加密的情況下，此種分段檢索方式有效降低 了檢索時間。以32位的標籤內容為例，若不分段檢索，資料庫將需要搜索232枚標籤， 以平均數計需搜索232/2=231枚才能找到檢索對象。若分為兩段檢索，比如"目 錄號，，和"商品號"各佔16位，則資料庫檢索出正確的"商品號"須搜索2"枚標 籤，以平均數計為216/2=215枚。再檢索出正確的"目錄號"須搜索2"枚標籤， 以平均數計為216/2-215枚。總數為2*215=216枚。與不分段的檢索量231枚相比， 分段檢索量呈指數下降。因此分段越多，下降越快。從而可達到標籤被快 速檢索的目的。如圖l所示表示了本實用新型射頻電子標籤與閱讀器之間的一次標籤 閱讀過程。RFID閱讀器2首先向本實用新型RFID標籤1發送閱讀請求。本實 用新型RFID標籤1接到請求後，產生一個隨機數r,再將該隨機數r與該標籤 的第一部分內容比如"目錄號Px"—起輸入到所述hash散列處理單元，產生第
一hash值A。再將該隨機數r與該標籤的另 一部分比如"商品號T!oi"—起輸入 hash散列處理單元，產生第二hash值B。然後標籤將(r, A， B) —起響應 給閱讀器。所述RFID閱讀器2將該響應(r， A, B)傳遞給後端資料庫3。後端數 據庫3逐一比較庫中所有標籤的目錄號Px與隨機數r產生的hash值，直到找到 與第一hash值A相同的目錄號Px。類似的，後端資料庫3在與第一hash值A相 同的標籤紀錄中，逐一比較庫中所有標籤的商品號T咖與隨機數r產生的 hash值，直到找到與第二hash值B相同的商品號T咖。如此檢索完成。如圖2所示，為本實用新型射頻電子標籤的數字基帶電路原理圖，其中 下行解碼單元4^到射頻接受模塊接受到的電信號，根據指定的編碼方式進 行解碼，然後將解碼後的信息傳遞給下行CRC循環冗餘碼校驗驗證單元5。 該下行CRC驗證單元如驗證信息無誤，則傳遞給所述指令處理單元9。所述 指令處理單元9要求隨機數產生器11產生一個隨機數，再從NVM非易失性存 儲器內取得該標籤的一部分內容如目錄號，與隨機數一起送到hash散列處理 單元10產生相應的hash值。所述防衝撞處理單元12將判斷上行信號是否會與 別的標籤發生同時通訊的沖撞。若發生衝撞，則將上行時間再延遲一段時 間。若沒有衝撞，則將hash散列處理單元10產生的hash值傳遞到上行CRC循 環冗餘碼校驗驗證單元7，再經上行編碼單元8處理後，傳遞給閱讀器的射 頻發射模塊。如此即完成了與閱讀器之間的數據傳輸。本實用新型的射頻電子標籤在現有技術電路的基礎上增加了隨機數發 生器和hash散列處理單元，可將與閱讀器之間的溝通數據進行分段以及隨機 數加密後傳輸，即使截獲數據也無法進行跟蹤和獲取具體數據，因此保證 了數據傳輸的私密性，而且使用本實用新型的射頻電子標籤，由於資料庫 採用分段加密和檢索比對，數據處理速度快。應當理解的是，上述針對本實用新型的射頻電子標籤的具體實施例的 描述較為詳細，並不能因此而認為是對本實用新型的專利保護範圍的限制，
本實用新型的專利保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種射頻電子標籤，其可與一閱讀器進行射頻通訊傳輸數據，並包括一下行解碼單元，用於對接受到的信號進行解碼；一下行循環冗餘碼校驗驗證單元，用於對解碼後的信號進行驗證；一指令處理單元，用於接受驗證後的信號指令並控制信息的讀寫；一非易失性存儲器，接受所述指令處理單元的控制，用於存儲標籤識別碼信息；以及，一上行循環冗餘碼校驗驗證單元和一上行編碼單元，用於將發送給所述閱讀器的數據進行校驗及編碼；其特徵在於，所述指令處理單元還控制連接有一隨機數產生器，用於產生加密的隨機數；以及，一hash散列處理單元，用於利用所述隨機數將發送給所述閱讀器的數據進行hash加密運算。
專利摘要本實用新型公開了一種射頻電子標籤，包括一指令處理單元，用於接受驗證後的信號指令並控制信息的讀寫；一上行循環冗餘碼校驗驗證單元和一上行編碼單元，用於將發送給所述閱讀器射頻接受模塊的數據進行校驗及編碼；所述指令處理單元還控制連接有一隨機數產生器，用於產生加密的隨機數；以及，一hash散列處理單元，用於將發送給所述閱讀器射頻接受模塊的數據進行hash加密運算。本實用新型的射頻電子標籤由於在該射頻電子標籤中設置了隨機數發生器和hash散列處理單元，該標籤能夠將需要應答的內容信息進行分段隨機處理，保證了傳輸內容的保密，防跟蹤，並實現了對數據信息的快速檢索。
文檔編號G06K19/077GK201054152SQ20072011806
公開日2008年4月30日 申請日期2007年1月13日 優先權日2007年1月13日
發明者於峰崎, 李慧雲, 昀 胡 申請人:深圳先進技術研究院