早在上世紀(jì)80年代初,，射頻識(shí)別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification,，I訊ID)就由美國(guó)國(guó)防部和世界第一大商品零售商沃爾瑪公司首先提出并進(jìn)行研究,。這是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞,，并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù),。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù),，可工作于各種惡劣環(huán)境,。 

    目前，隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展,，與RFID相關(guān)的應(yīng)用也大量涌現(xiàn),，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化和交通運(yùn)輸控制管理,，汽車,、火車等交通實(shí)時(shí)監(jiān)控，高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng),，停車場(chǎng)管理系統(tǒng),，物流管理，流水線生產(chǎn)自動(dòng)化,，安全出入檢查,，倉(cāng)儲(chǔ)管理，動(dòng)物管理,，車輛防盜等諸多領(lǐng)域,。目前應(yīng)用得最成功的領(lǐng)域是物流管理和商品流通領(lǐng)域。

    但是,，在實(shí)際使用過程中,，RFID的安全性問題也開始凸顯出來，由于RFID標(biāo)簽的安全問題而導(dǎo)致的安全事件也在逐漸增多,，為解決上述安全與隱私問題,，人們從技術(shù)上提出了多種方案，這些方法各有自己的特色和不足,，必須針對(duì)不同應(yīng)用靈活選擇和組合,。

    本文在基于RFID的汽車號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中,，在研究其他人提出的各種技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合該系統(tǒng)自身的特點(diǎn)提出了隱秘起始地址,、隨機(jī)數(shù)初始化兩種新方法,，而且還采用了MD5加密算法、標(biāo)簽鎖定等常規(guī)方法,，并把這些方法有效地結(jié)合起來,，從而保證系統(tǒng)中號(hào)牌數(shù)據(jù)的安全可靠。

    通過多次實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行均表明本文所采用的方法切實(shí)可行且安全有效,。進(jìn)一步研究可以保證號(hào)牌標(biāo)簽達(dá)到第二代身份證的安全級(jí)別,。

    1汽車號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

    車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AutomaticVehicleIden—tification，AⅥ),，可準(zhǔn)確無誤地自動(dòng)識(shí)別并采集路網(wǎng)中運(yùn)行車輛的身份特征信息和法定管理信息,，使車輛信息瞬時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī),，可為車輛及交通管理部門提供一個(gè)實(shí)時(shí),、動(dòng)態(tài)的車輛信息采集平臺(tái)。本文采用了RFID技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了汽車號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),，該系統(tǒng)的硬件是由讀寫單元(標(biāo)簽閱讀器)和標(biāo)簽號(hào)牌組成,，閱讀器通過線路與計(jì)算機(jī)的RS32接口通信。 

    程序通過計(jì)算機(jī)控制閱讀器來對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作,，閱讀器通過天線發(fā)出電磁脈沖,，標(biāo)簽接收到這些脈沖并發(fā)送已存儲(chǔ)的信息到閱讀器作為響應(yīng)，再由閱讀器將信號(hào)處理后傳給計(jì)算機(jī),，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車號(hào)牌在不同狀態(tài)(靜止,、移動(dòng)，甚至惡劣環(huán)境)下的自動(dòng)識(shí)別和管理,。

    系統(tǒng)中的閱讀器采用了某廠商生產(chǎn)的8801型號(hào)的讀寫器,，該讀寫器讀寫距離遠(yuǎn)，讀寫速度快,，抗干擾能力強(qiáng),。

    標(biāo)簽包含了具有RFID射頻部分和一個(gè)超薄天線環(huán)路的RFID芯片的RFID電路，這個(gè)天線與一個(gè)塑料薄片一起嵌入到標(biāo)簽內(nèi),。標(biāo)簽一般為信用卡大小,，因此可以集成到其他產(chǎn)品里面。該系統(tǒng)就把標(biāo)簽集成到汽車牌照中,，構(gòu)成了標(biāo)簽號(hào)牌,，這樣在收發(fā)端就無需增加任何其他硬件，也不會(huì)增加用戶的開銷,。

    系統(tǒng)軟件方面采用了VB編程,，通過VB程序控制讀寫器來讀取號(hào)牌標(biāo)簽中的號(hào)牌信息,，并訪問后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而完成號(hào)牌數(shù)據(jù)的判別,。 

    該系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),，受雨雪、冰雹,、灰塵等影響小,，可全天候工作，非接觸地完成自動(dòng)識(shí)別,、跟蹤與管理,，并且具有可穿透非金屬物體進(jìn)行識(shí)別，抗干擾能力強(qiáng)等主要優(yōu)點(diǎn),。

    2系統(tǒng)安全的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    安全問題是管理系統(tǒng)的命脈,，對(duì)于汽車號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)來說，安全尤為重要,，由于汽車號(hào)牌是汽車最為明顯的標(biāo)識(shí),，現(xiàn)實(shí)中人們都是通過號(hào)牌識(shí)別違章車輛、肇事車輛,，因此系統(tǒng)必須保證標(biāo)簽中的號(hào)牌數(shù)據(jù)不能被隨意讀取甚至篡改,。但標(biāo)簽本身的安全又很薄弱，因此必須采用合理有效的方法才能保證系統(tǒng)的安全,。

    集成的RFID系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng),，因此安全問題類似于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的安全問題，但由于RFID系統(tǒng)的兩個(gè)特點(diǎn)：首先RFID標(biāo)簽和后端系統(tǒng)之間的通信是非接觸和無線的,，使它們很易受到竊聽,；其次標(biāo)簽本身的計(jì)算能力和可編程性，直接受到成本要求的限制,。因此RFID的安全威脅除了與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有相同之處外,，還包括以下三種：

    (1)通信鏈路上的安全威脅

    標(biāo)簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，其數(shù)據(jù)通信鏈路是無線通信鏈路,，無線信號(hào)本身是開放的,。這就給非法用戶的偵聽?zhēng)砹朔奖恪３Ｒ姷耐{有：黑客非法截取通信數(shù)據(jù)(非授權(quán)獲取數(shù)據(jù)),、業(yè)務(wù)拒絕式攻擊(非法用戶通過發(fā)射干擾信號(hào)來堵塞通信鏈路,，使得閱讀器過載，無法接收正常的標(biāo)簽數(shù)據(jù)),、標(biāo)簽的冒名頂替,、發(fā)射特定電磁波破壞標(biāo)簽等。

    (2)閱讀器的安全威脅

    物理方式偵測(cè)或修改閱讀器的硬件；修改閱讀器的配置參數(shù),，使其誤報(bào),、少報(bào)標(biāo)簽數(shù)據(jù)或者把標(biāo)簽數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他應(yīng)用系統(tǒng)；竊聽或干擾閱讀器與計(jì)算機(jī)之間的通信,。

    (3)標(biāo)簽中數(shù)據(jù)的安全威脅

    由于成本的限制,，標(biāo)簽本身很難具備能夠足以保證安全的能力。因此非法用戶可以利用合法的閱讀器或者自構(gòu)一個(gè)閱讀器,，直接與標(biāo)簽進(jìn)行通信,。這樣就可以很容易地獲取標(biāo)簽內(nèi)所存數(shù)據(jù)。而對(duì)于讀寫式標(biāo)簽,，還面臨數(shù)據(jù)被篡改的風(fēng)險(xiǎn),。

    對(duì)于通信安全和閱讀器的安全問題，人們研究得非常多,，而且也提出很多行之有效的方法,，這些方法包括：采用安全的通信協(xié)議或?qū)Ｓ械耐ㄐ艆f(xié)議，如Hash2Lock協(xié)議,、Hash鏈協(xié)議,、基于雜湊的ID變化協(xié)議、詢問,。響應(yīng)認(rèn)證協(xié)議,、再次加密機(jī)制等等,。使用探測(cè)器探測(cè)其他RFID閱讀器的存在,，并發(fā)送干擾信號(hào)，以防標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)被暴露,；為標(biāo)簽編程,，使其只可能與已授權(quán)的RFID閱讀器通信；對(duì)標(biāo)簽和閱讀器采用更強(qiáng)的加密及安全功能,；此外還提出了Kill標(biāo)簽,、法拉第網(wǎng)罩、智能標(biāo)簽,、阻止標(biāo)簽等方法,。這些方法均很成熟，并各有自己的特色和不足,，必須針對(duì)不同的應(yīng)用靈活選擇和組合,。

    而對(duì)于標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)安全，日常應(yīng)用都是采用加密的方法,。然而不同的加密算法復(fù)雜程度不同,，對(duì)硬件性能的要求也不同，其安全級(jí)別也不同。

    為了保證汽車號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的安全,，在通信和閱讀器方面系統(tǒng)采用相應(yīng)的高安全措施,，對(duì)于標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)除了采用部分常規(guī)的加密方法,，還綜合衡量標(biāo)簽中可讀寫的空間大小,，讀寫效率以及讀寫誤差等因素，提出了新的安全設(shè)計(jì),，這種多層次的安全措施足夠保證標(biāo)簽中的號(hào)牌數(shù)據(jù)不能被隨意讀取甚至篡改,。