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RFIO安全與隱私威脅
射頻識別(Radi0Ferquency ldent訊ac一itno-RFID)是一種利用射頻信號自動識別目標對象并獲取相關信息的技術，又稱電子標簽(E一Tag)，已經有10多年應用歷史，目前可取代傳統的條形碼技術。RFID無線識別能力將使工業、商業和醫療業發生革命性變化。標簽(Tag)信息可在多個對象間同時傳輸，不受物理障礙、距離限制，符合Mark weiser的“普適計算”理念川，標簽把人類與計算機體系的交互轉變為下意識的、自然的事情。
預言零售商和制造商將廣泛采用RFID技術，是基于RFID的自動檢測系統可用于超市、加油站和高速公路的現金結算;使用家畜和魚類標簽，用于食品質量控制和動物傳染病追蹤;該技術還可用于管理供應鏈、門禁系統等。
安全問題是無線網絡發展的最大阻力之一，RFID亦不例外。在機場，感染病毒的安檢系統會讓恐怖和走私分子輕易得逞，偽造的標簽將擾亂正常的標價系統。本文討論該技術應用中可能遇到的一些安全與隱私威脅和RFID的安全漏洞。
1 一般的安全與隱私威脅
RFID是普適計算技術的精髓，但普適計算是一種烏托邦式的理想主義。標簽會自動收集個體的行為和位置信息，這些數據可能被黑客、零售商甚至政府濫用。
1.1 RFID安全威脅
(1)嗅探。任何對應的閱讀設備都可能讀取標簽信息，閱讀行為無需標簽負荷知曉，并且可以遠距離發生。
(2) 跟蹤。閱讀器在特定地點可記錄獨特的可視標簽識別器，然后與個人身份相聯系。
(3 )應答攻擊。攻擊者使用應答設備攔截、轉發RRD查詢[2]。
(4) 拒 絕 服務。Denialfoservice(DoS)阻止RFID系統正常工作，如信令擁塞會阻止射頻波與標簽之間的通信。
1.2 RFID隱私威脅
1.2.1 RRD的隱私威脅
RFID應用 產生了獨特的隱私問題，射頻波能透過建筑物或金屬傳遞，使標簽和閱讀器可以嵌人到任何物體之中。大多數用戶的隱私威脅都是因為標簽的獨特性而暴露個人身份[2j。
(1) 定位威脅。在具體定位時，地址轉化閱讀器會產生2種隱私威脅:首先，攜帶電子標簽的用戶可能被監視而暴露所在位置;其次，帶有標簽的物體位置— 不管攜帶者是誰，都容易暴露。
(2 )優選權威脅。商品的標簽標明制造商、產品類型和特征，在顧客購買商品時會暴露顧客的個人喜好。
(3 )布局威脅。不管用戶的身份是否與標簽集關聯，每個人周圍都形成特定的標簽格局，廣告商可以利用這種布局跟蹤顧客。
(4) 泄密。由于RFID系統讀取速度快，可以迅速對供應鏈中所有商品進行掃描并跟蹤變化等，而被用來竊取商業機密。
除此之外 ，還有其它很多隱私威脅。
1.2.2 RFID隱私威脅的解決方案
下面 列 舉 幾種解決隱私問題的方法。
(1) 自毀與休眠。商品被購買以后，標簽從閱讀器那里接收到“kiU”命令后永久失效。這不是最好的隱私保護工具，比如在圖書館或租賃店，標簽在使用周期內必須有效而不能一次性“kill”;使用自毀標簽，顧客又無法參與商品的召回和折扣等服務。
休眠標簽與自毀標簽相似，但是休眠標簽可以通過“wake up”激活后再次使用。間題在于什么樣的閱讀器可以激活標簽，使得標簽的管理十分困難。
(2) 簽名。每個標簽包含數個簽名，并輪流用這些簽名作為自己的標識符，對每次閱讀器查詢釋放不同簽名。經過授權的閱讀器由于之前共享全部簽名，可以辯明標簽，而未授權的閱讀器不能分辨簽名與標簽之間的對應關系。
(3) 加密。為標簽標識符加密是解決隱私問題的一種方法，特別是被動式標簽沒有能力將標簽上的數據傳送給閱讀器，加密應該成為最起碼的要求。但是加密的標識符本身恰恰就是另外一個標識符，另外引人密鑰管理后的成本問題使加密難以應用于低成本的標簽中。
(4)代理 。除使用公共閱讀器強化隱私保護外，用戶還可以用公共移動設備等作為其自身隱私保護強化設備。
(5) 模塊化。由A.Juels、Rivest和5盯dlo提出，不需要修改標簽，而是在標簽中加入一個稱為隱私比特的可變比特，“0”把標簽標識為公有標簽;“1”把標簽標識為隱私標簽，用來防止對隱私區中標簽的非授權掃描。
(6) 立法。由美國的一個公民組織CASIPAN提出。另外還可使用法拉第網罩，用主動干擾等方法保護標簽的安全和隱私。
2 RFID系統的安全缺陷
RFID入侵還沒有“正式發生”，人們習慣認為能量受限的標簽可使其裝置免于這種攻擊，而對RFID技術成功實現的渴望抑制了任何對此觀念的憂慮，但這只是一個如意算盤，RFID系統的特點使其更容易受到惡意軟件的攻擊。
(1) 資源代碼多。標簽能量受限，與生俱來復雜度不可能太高，但后臺中間件系統可能包含大量源代碼。若代碼的平均錯誤率在0。5%一1.5%之間，中間件就很可能存在大量人侵漏洞。雖然有些中間件系統源代碼不多，卻缺乏有效的檢測機制。
(2) 通用的協議與設施。在當前因特網體系上開發可升級的、成本合理的中間件系統，但利用因特網協議使中間件系統繼承了額外的包袱，如脆弱的安全性。
(3 )后臺數據庫。FRDI需要自動數據收集。為滿足更大的應用需求，必須能儲存并查詢收集到的標簽信息，數據庫成為絕大部分RFID系統最重要的組成部分，可惜數據庫有很多安全漏洞，并且不同數據庫的安全漏洞也不盡相同。
(4) 數據價值高。RFID信息總是帶有經濟或隱私特征，甚至對國家安全至關重要(如數字護照中的數據)。與一般的計算機攻擊相比，攻擊中間件系統會產生更大損失，因為它除了能破壞后臺IT系統，還可能破壞帶標簽的真實世界中的物體。
(5) 安全意識不夠。當無人意識到惡意軟件的危害時，RFID系統更加脆弱，這也使其成為黑客樂于攻擊的目標，特別是離線系統，中間件系統開
發商必須要考慮到系統安全問題。
3 RFID入侵
標簽可能會遇到以下幾種攻擊。
3.1 緩沖器溢出
緩沖器溢出是最常見的一種軟件攻擊，每年都會造成數億美元損失。在網絡攻擊中緩沖器溢出仍然扮演著重要角色，如Morris,Code Red和SQL Slammer蠕蟲。
緩沖器溢出通常由C或C++等“錯誤分配內存”語言不合理使用造成。未經綜合檢測的函數(strcpy，strlen，sprintf)，函數的空結尾(strncpy, snprintf,strncat)或用戶添加錯誤的函數指針都使
緩沖器溢出。
緩沖器溢出始于人侵者直接(如用戶輸人)或間接(通過環境變量)的輸人數據，該輸入數據大于內存中分配給緩沖器的長度，使之溢出。程序控制數據在內存中的位置通常與數據緩沖器相鄰，緩沖器溢出使程序隨意執行代碼。RFID 標 簽緩沖器溢出危及中間件后臺系統安全。標簽數據一般少于1024bit，但150一15693中“write muhiple blocks”命令允許標簽重復發送同一數據模塊，最終填滿應用層緩存。
3.2 代碼植入
入侵者使用VBScript、Java或JavacScript等標識語言植人惡意代碼，HTML植入和Cross --site scripting(xss)都是如此。人侵時，輸人數據常包含以下特殊符號:<>”'%;)(&+-。為進行代碼植入入侵，黑客通常先制作惡意URls，欺騙用戶點擊。激活時這些腳本將執行攻擊，其范圍從頁面獲取到網絡詐騙，甚至通過網站瀏覽器漏洞攻擊服務器。
RFID標簽數據若帶有可以執行代碼植人攻擊腳本語言，可攻擊一些后臺中間件系統。如果RFID通過網絡協議查詢后臺數據庫，中間件客戶端就有機會執行腳本語言，如果是這樣，中間件就會與網絡瀏覽器一樣遭遇代碼植入問題。
3.3 SQL植入
SQL植入是典型的代碼植人攻擊，它欺騙數據庫運行SQL代碼。其步驟如下:首先窮舉指定數據庫的結構，然后攻擊者未經授權取回數據或修改、刪除文件。一般數據庫會允許系統管理員運行系統命令，如微軟SQL服務器利用命令“xP_cmdshell”存儲命令步驟，攻擊者可通過電子郵件把隱藏的系統密碼下載到指定位置。
標簽可能包含利用后臺中間件數據庫的SQL植人攻擊數據。盯ID標簽數據存儲限制并不能限制此種攻擊，因為少許SQL語言就能造成很大危害。例如，植人命令:;。shutdown--，將在瞬間關閉SQL服務器，而只需12個字符。下面這個命令威脅更大:drop table<tablename>。這將刪除指定的數據庫列表。只要數據庫在根目錄下運行，又有標準SQL植人攻擊，標簽就能執行攻擊整個計算機系統甚至是網絡的命令。
3.4 RFID蠕蟲
蠕蟲 (worm)通過分布式網絡傳播特定信息，造成網絡服務被拒絕或發生死鎖。與普通病毒不同，蠕蟲是主動攻擊的獨立程序，目標是整個網絡中的計算機。它通常有一個“有效載荷”，執行的進程從刪除文件到通過郵件發送信息，甚至是安裝軟件補丁。最常見的蠕蟲是給計算機安裝后門，使黑客可以輕易進人計算機系統。
蠕蟲通過在線RFID服務尋找安全漏洞進行傳播。它的傳播不需要用戶做任何事(如掃描標簽)。首先發現的蠕蟲是中間件服務器通過因特網感染的，蠕蟲利用網絡的“載體機制” 自行傳播給到指定對象，EPCglobal Naming Service(ONS)服務器攻擊就是這樣一個例子，只要蠕蟲的傳播機制健全，它就能發起攻擊。
蠕蟲還能通過標簽傳播，感染蠕蟲的中間件系統重寫標簽數據進行傳播。這種攻擊會使中間件服務器從遠程下載并執行一些文件，這些文件將作為標準的惡意軟件傳染中間件服務器，由此開始新一輪傳播。
4 RFID 病毒
蠕蟲傳播依賴于網絡連接，但有自我復制能力的RFID病毒則不必，它只需要感染的標簽作為攻擊媒介。
4.1 應用場合
超市配送中心租用標簽可重復使用的貨柜，系統正常工作如下:裝有原始產品的貨柜經由閱讀器到達配送中心，閱讀器識別并顯示產品序列號，然后把數據傳到公司數據庫。空貨柜經過清洗后重新裝滿商品，由此閱讀器升級貨柜的標簽數據庫并反映給貨車，再由貨車運送貨柜到指定商店。
4.2 后臺結構
該系統的 中間件結構并不復雜，前臺有一些閱讀器，后臺有數據庫儲存貨柜標簽的讀/寫及描述貨柜的貨車數據，后臺數據庫儲存貨車到達與離開等數據。
4.3 RFID病毒原理
一天工作人員發現閱讀器顯示貨柜中的貨物信息令人驚奇(如蘋果變成了猴子)，集裝箱的標簽感染了病毒!實際上是RFID病毒使用SQL植人，攻擊了后臺的中間件系統。
閱讀貨柜的標簽數據時，后臺數據庫無意中執行了SQL代碼。該植人簡單地把自身附帶的代碼復制到數據庫列表中的NewContainer一Contents數據行。隨后，另一個貨柜卸貨，裝上新貨物，貨艙管理系統在標簽上寫人經過修改的ContainerContents數據，由此傳播病毒。新感染病毒的貨柜又上路，傳染其它RRD系統(假設中間件系統相同)，依此類推進行廣泛傳播。
特別是FRID標簽可能包含以下數據:
系統希望在分號之前收到數據(此時數據描述的是貨柜的容量)，分號用來結束當前查詢并開始新的查詢，SQL植人攻擊就在分號之后。
該SQL植入需要一條途徑進行傳播，大多數數據庫都有一條命令列出當前正在執行的查詢，這正好滿足RFID病毒的需求，例如Oracle中的這樣一條命令:
這與MySQL，匆base 等數據庫指令類似。寫人“get current query”命令后，完整的病毒代碼如下:
現在該病毒的自我繁殖功能完成。
5 移動RFID威脅
移動RFID是RFID技術的眾多應用之一，移動電話作為閱讀器為用戶提供新的增值服務。這里標簽位置相對固定，當移動的閱讀器足夠接近標簽時會閱讀信息。如移動RFID用戶在接近廣告板或宣傳海報時可直接購買商品或者預定某種服務，無需撥號或與任何人通話，而用儲存在移動電話中的信用卡信息完成交易。Nokia在德國CeBIT2004貿易展發布了世界上第一個RRD技術GSM手機;韓國在2005年2月建立RFID論壇(MFR)并研發RFID移動電話，使人們通過嵌人在手機中的微芯片接受產品或服務信息。
對于移動 FRID，隱私威脅不只是泄漏標簽攜帶者的隱私，還涉及閱讀器攜帶者的隱私。移動RnD將應用于個人領域，而不僅針對公司或是組織，因為人們有自己的閱讀器。并且，移動的閱讀器可以像標簽一樣被用戶帶到任何地方。因此，移動RFID的隱私泄漏風險會更大，移動RFID的隱私威脅來自于移動性、閱讀器的閱讀范圍以及移動RFID應用的服務模型。
首先 ，閱讀器的移動性使個人信息無限擴張，與商店中的RFID閱讀器集不同，商店中的RFID閱讀器只收集有限的標簽信息。對于移動RFID，由于閱讀器的移動性，掃描區域不受限制，閱讀器的閱讀范圍無限。只要攜帶閱讀器的用戶想收集標簽信息，再有激活的標簽，不管走到那里他都可以無線掃描標簽。
其次 ，用戶可能被移動電話本身跟蹤或監控。如果閱讀器攜帶者使用移動通信或者無線網絡，并在手機上開通移動RFID服務，就可以用電話追蹤到他的位置。
移動RFID是RFID技術的一個新應用領域。但是，閱讀器的移動性以及與供應鏈中RFID的不同業務模型，使其出現新的隱私威脅，如無限制信息采集，用戶的跟蹤等。隨著移動RFID業務的增加，將會產生更多的隱私威脅。
6 結論
截至到2005年，我國已經發行了1.1億枚ID卡，而在RFID信息安全領域有待進一步發展。隨著標簽制造成本的下降，RFID應用將更加廣泛，本文提出的RnD隱私威脅、系統缺陷、基于RFID的人侵、蠕蟲和病毒等只是它未來應用中可能遇到的一部分安全問題。作者期望能夠拋磚引玉，在其大規模應用之前采取適當措施，如通過擴展DNS、構建邢ID安全網絡，采用更安全的編程習慣和編程語言，增強安全的中間件構架等，避免與Internet一樣陷人安全漩渦。
