[論文レビュー] On the Privacy of Two Tag Ownership Transfer Protocols for RFIDs

Mohammad Reza Sohizadeh Abyaneh|arXiv (Cornell University)|Feb 21, 2012

RFID technology advancements参考文献 13被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、RFIDタグ所有権移管プロトコルであるROTIVおよびChenらのプロトコルのプライバシー脆弱性を分析し、以前の所有者がタグを追跡可能であり、将来的な相互作用においても模倣可能であることを示している。著者らは、受動的および能動的攻撃を提示し、両プロトコルが前方プライバシー、後方プライバシー、所有者プライバシーを確保できないことを示しており、それらのコアなセキュリティ保証を損なっている。

ABSTRACT

In this paper, the privacy of two recent RFID tag ownership transfer protocols are investigated against the tag owners as adversaries. The first protocol called ROTIV is a scheme which provides a privacy-preserving ownership transfer by using an HMAC-based authentication with public key encryption. However, our passive attack on this protocol shows that any legitimate owner which has been the owner of a specific tag is able to trace it either in the past or in the future. Tracing the tag is also possible via an active attack for any adversary who is able to tamper the tag and extract its information. The second protocol called, Chen et al.'s protocol, is an ownership transfer protocol for passive RFID tags which conforms EPC Class1 Generation2 standard. Our attack on this protocol shows that the previous owners of a particular tag are able to trace it in future. Furthermore, they are able even to obtain the tag's secret information at any time in the future which makes them capable of impersonating the tag.

研究の動機と目的

• 最近開発された2つのRFIDタグ所有権移管プロトコル、ROTIVおよびChenらのプロトコルのプライバシー保証を調査すること。
• これらのプロトコルが前方プライバシーおよび後方プライバシー、ならびに以前所有者および新所有者のプライバシーを保護しているかどうかを分析すること。
• タグ所有者のプライバシーを損なう実用的な攻撃を特定および実証すること。
• 以前所有者が敵対者であるという脅威モデル下でのプロトコルのセキュリティを評価すること。

提案手法

• 著者らは、タグの静的IDおよび所有期間中の動的鍵にアクセスを保持するタグの以前所有者を敵としてモデル化する。
• ROTIVに対して受動的攻撃を実施し、所有権移管時のメッセージフローを分析することで、時間経過に伴うタグの追跡を可能にする。
• Chenらのプロトコルに対しては、鍵導出の予測可能な構造およびCRCベースの認証を悪用し、鍵回復攻撃を実行する。
• 攻撃は、偽乱数生成による鍵のブルートフォースに類似した鍵回復プロセスを用い、傍受されたメッセージからの既知の値を活用する。
• 傍受された値（Yj, Zj）と秘密鍵k*との関係を導出するための式を導出し、CRC計算を用いて整合性を検証する。
• 反復回数を実行可能数τに制限することで攻撃を最適化し、鍵空間が極めて大きくない限り、効率的である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 所有権移管後、RFIDタグの以前所有者は、将来または過去の取引においてタグを追跡可能か？
• RQ2 ROTIVプロトコルは、受動的または能動的攻撃の下でも、前方プライバシーおよび後方プライバシーを保持するか？
• RQ3 任意の時点でタグの秘密情報にアクセスできる敵は、将来の相互作用においてタグを模倣可能か？
• RQ4 Chenらのプロトコルは、以前所有者がタグの秘密鍵を回復しようとする試みに対して安全か？
• RQ5 これらのプロトコルは、新所有者プライバシーおよび以前所有者プライバシーをどの程度保護できないか？

主な発見

• ROTIVプロトコルは、前方プライバシー、後方プライバシー、以前所有者プライバシー、新所有者プライバシーを提供しない。以前所有者は、将来または過去の相互作用においてタグを追跡可能である。
• ROTIVでは、受動的敵対者である攻撃者が、傍受されたメッセージおよび鍵導出パターンを用いて、ターゲットタグを2つの候補から区別可能である。
• タグを改ざんする能動的敵対者である攻撃者は、その秘密情報を抽出し、将来の通信においてタグを模倣可能である。
• Chenらのプロトコルは、以前所有者による鍵回復攻撃に対して脆弱であり、秘密鍵k*を計算可能であり、結果としてタグの模倣が可能である。
• 鍵空間が小さい場合には、Chenらのプロトコルに対する攻撃は効率的であり、タグの秘密情報の完全な漏洩および追跡能力をもたらす。
• 両プロトコルとも、特に以前所有者が敵対者であるという脅威モデル下で、必要なプライバシー特性を達成できない。