Tag Ownership Transfer in Radio Frequency Identification Systems: A Survey of Existing Protocols and Open Challenges

Radio frequency identification (RFID) is a modern approach to identify and track several assets at once in a supply chain environment. In many RFID applications, tagged items are frequently transferred from one owner to another. Thus, there is a need for secure ownership transfer (OT) protocols that can perform the transfer while, at the same time, protect the privacy of owners. Several protocols have been proposed in an attempt to fulfill this requirement. In this paper, we provide a comprehensive and systematic review of the RFID OT protocols that appeared over the years of 2005-2018. In addition, we compare these protocols based on the security goals which involve their support of OT properties and their resistance to attacks. From the presented comparison, we draw attention to the open issues in this field and provide suggestions for the direction that future research should follow. Furthermore, we suggest a set of guidelines to be considered in the design of new protocols. To the best of our knowledge, this is the first comprehensive survey that reviews the available OT protocols from the early start up to the current state of the art

Data protection of RFID-Based distributed storage

Radio Frequency Identification (RFID) has been emerged as one of the most promising technologies used as an automatic data collection and information storage technology in vast number of applications. One of the biggest hindrances in the wide adoption of this technology is the challenge in security. There have been extensive studies on RFID security, in particular authentication and privacy issues. In most protocols, the discussions focus on scenarios that RFID tags are used mainly for tracing or identification, and the access to data stored on RFID is enforced through authentication. Recently, there is a rise in interests of using RFID tags as distributed storage, e.g., storing floor plans which can be used by fire fighters during emergencies. In this new type of applications, quite often, XML (eXtensible Markup Language) is employed since it has been considered as a de-facto standard to store and exchange information on the Internet and through other means. This research proposes to securely and efficiently store data on RFID tags in XML format. We introduce a framework using cryptography that ensures data confidentiality and integrity; we employ multi-level encryption together with role-based access control on the data stored on an RFID tag. In the given framework, a user is assigned with a certain role and can only access the part of data that she is authorized according to her role and the Access Control Policy (ACP). In addition, a more profound and accurate definition of simple and complex XACL (XML Access Control Policies) is given and a workable cryptographic solution is provided to handle complex policies. Furthermore, two different encryption methods are introduced to minimize the size of a file encrypted using XML encryption specifications. The research also extends the current technique of populating RFID tag memory with BIM (Building Information Model) database information in Facilities Management System (FMS) applications, by adding roles and different security levels. To explore the technical feasibility of the proposed approach, a case study in facilities management with different roles and security permissions has been implemented and tested at Concordia University. In this case study, we apply the proposed framework and encryption scheme to provide fine-grained access to data stored on RFID tags. To the best of our knowledge, it is the first work that addresses security issues in this new type of RFID-based distributed storage application

A Secure RFID Protocol based on Insubvertible Encryption using Guardian Proxy

The Second International Conference on Availability, Reliability and Security (ARES2007)Radio Frequency Identification (RFID) has been widelydeployed for manufacturing, supply chain management, etc. Unfortunately, RFID may cause privacy and security problems. To solve these problems, researchers have studied extensively on RFID security systems. Ateniese et al. proposed an RFID protocol using insubvertible encryption based on the universal re-encryption. Although this protocol achieves the integrity of ciphertexts randomized by authorized users, it still leaves security problems. In this paper, we propose a secure RFID protocol based on insubvertible encryption involving guardian proxy. The guardian proxy is a personal RFID-privacy device which may be integrated into cellular phones or PDAs

Privacy in rfid and mobile objects

Los sistemas RFID permiten la identificación rápida y automática de etiquetas RFID a través de un canal de comunicación inalámbrico. Dichas etiquetas son dispositivos con cierto poder de cómputo y capacidad de almacenamiento de información. Es por ello que los objetos que contienen una etiqueta RFID adherida permiten la lectura de una cantidad rica y variada de datos que los describen y caracterizan, por ejemplo, un código único de identificación, el nombre, el modelo o la fecha de expiración. Además, esta información puede ser leída sin la necesidad de un contacto visual entre el lector y la etiqueta, lo cual agiliza considerablemente los procesos de inventariado, identificación, o control automático. Para que el uso de la tecnología RFID se generalice con éxito, es conveniente cumplir con varios objetivos: eficiencia, seguridad y protección de la privacidad. Sin embargo, el diseño de protocolos de identificación seguros, privados, y escalables es un reto difícil de abordar dada las restricciones computacionales de las etiquetas RFID y su naturaleza inalámbrica. Es por ello que, en la presente tesis, partimos de protocolos de identificación seguros y privados, y mostramos cómo se puede lograr escalabilidad mediante una arquitectura distribuida y colaborativa. De este modo, la seguridad y la privacidad se alcanzan mediante el propio protocolo de identificación, mientras que la escalabilidad se logra por medio de novedosos métodos colaborativos que consideran la posición espacial y temporal de las etiquetas RFID. Independientemente de los avances en protocolos inalámbricos de identificación, existen ataques que pueden superar exitosamente cualquiera de estos protocolos sin necesidad de conocer o descubrir claves secretas válidas ni de encontrar vulnerabilidades en sus implementaciones criptográficas. La idea de estos ataques, conocidos como ataques de “relay”, consiste en crear inadvertidamente un puente de comunicación entre una etiqueta legítima y un lector legítimo. De este modo, el adversario usa los derechos de la etiqueta legítima para pasar el protocolo de autenticación usado por el lector. Nótese que, dada la naturaleza inalámbrica de los protocolos RFID, este tipo de ataques representa una amenaza importante a la seguridad en sistemas RFID. En esta tesis proponemos un nuevo protocolo que además de autenticación realiza un chequeo de la distancia a la cual se encuentran el lector y la etiqueta. Este tipo de protocolos se conocen como protocolos de acotación de distancia, los cuales no impiden este tipo de ataques, pero sí pueden frustrarlos con alta probabilidad. Por último, afrontamos los problemas de privacidad asociados con la publicación de información recogida a través de sistemas RFID. En particular, nos concentramos en datos de movilidad que también pueden ser proporcionados por otros sistemas ampliamente usados tales como el sistema de posicionamiento global (GPS) y el sistema global de comunicaciones móviles. Nuestra solución se basa en la conocida noción de k-anonimato, alcanzada mediante permutaciones y microagregación. Para este fin, definimos una novedosa función de distancia entre trayectorias con la cual desarrollamos dos métodos diferentes de anonimización de trayectorias.Els sistemes RFID permeten la identificació ràpida i automàtica d’etiquetes RFID a través d’un canal de comunicació sense fils. Aquestes etiquetes són dispositius amb cert poder de còmput i amb capacitat d’emmagatzematge de informació. Es per això que els objectes que porten una etiqueta RFID adherida permeten la lectura d’una quantitat rica i variada de dades que els descriuen i caracteritzen, com per exemple un codi únic d’identificació, el nom, el model o la data d’expiració. A més, aquesta informació pot ser llegida sense la necessitat d’un contacte visual entre el lector i l’etiqueta, la qual cosa agilitza considerablement els processos d’inventariat, identificació o control automàtic. Per a que l’ús de la tecnologia RFID es generalitzi amb èxit, es convenient complir amb diversos objectius: eficiència, seguretat i protecció de la privacitat. No obstant això, el disseny de protocols d’identificació segurs, privats i escalables, es un repte difícil d’abordar dades les restriccions computacionals de les etiquetes RFID i la seva naturalesa sense fils. Es per això que, en la present tesi, partim de protocols d’identificació segurs i privats, i mostrem com es pot aconseguir escalabilitat mitjançant una arquitectura distribuïda i col•laborativa. D’aquesta manera, la seguretat i la privacitat s’aconsegueixen mitjançant el propi protocol d’identificació, mentre que l’escalabilitat s’aconsegueix per mitjà de nous protocols col•laboratius que consideren la posició espacial i temporal de les etiquetes RFID. Independentment dels avenços en protocols d’identificació sense fils, existeixen atacs que poden passar exitosament qualsevol d’aquests protocols sense necessitat de conèixer o descobrir claus secretes vàlides, ni de trobar vulnerabilitats a les seves implantacions criptogràfiques. La idea d’aquestos atacs, coneguts com atacs de “relay”, consisteix en crear inadvertidament un pont de comunicació entre una etiqueta legítima i un lector legítim. D’aquesta manera, l’adversari utilitza els drets de l’etiqueta legítima per passar el protocol d’autentificació utilitzat pel lector. Es important tindre en compte que, dada la naturalesa sense fils dels protocols RFID, aquests tipus d’atacs representen una amenaça important a la seguretat en sistemes RFID. En aquesta dissertació proposem un nou protocol que, a més d’autentificació, realitza una revisió de la distància a la qual es troben el lector i l’etiqueta. Aquests tipus de protocols es coneixen com a “distance-boulding protocols”, els quals no prevenen aquests tipus d’atacs, però si que poden frustrar-los amb alta probabilitat. Per últim, afrontem els problemes de privacitat associats amb la publicació de informació recol•lectada a través de sistemes RFID. En concret, ens concentrem en dades de mobilitat, que també poden ser proveïdes per altres sistemes àmpliament utilitzats tals com el sistema de posicionament global (GPS) i el sistema global de comunicacions mòbils. La nostra solució es basa en la coneguda noció de privacitat “k-anonymity” i parcialment en micro-agregació. Per a aquesta finalitat, definim una nova funció de distància entre trajectòries amb la qual desenvolupen dos mètodes diferents d’anonimització de trajectòries.Radio Frequency Identification (RFID) is a technology aimed at efficiently identifying and tracking goods and assets. Such identification may be performed without requiring line-of-sight alignment or physical contact between the RFID tag and the RFID reader, whilst tracking is naturally achieved due to the short interrogation field of RFID readers. That is why the reduction in price of the RFID tags has been accompanied with an increasing attention paid to this technology. However, since tags are resource-constrained devices sending identification data wirelessly, designing secure and private RFID identification protocols is a challenging task. This scenario is even more complex when scalability must be met by those protocols. Assuming the existence of a lightweight, secure, private and scalable RFID identification protocol, there exist other concerns surrounding the RFID technology. Some of them arise from the technology itself, such as distance checking, but others are related to the potential of RFID systems to gather huge amount of tracking data. Publishing and mining such moving objects data is essential to improve efficiency of supervisory control, assets management and localisation, transportation, etc. However, obvious privacy threats arise if an individual can be linked with some of those published trajectories. The present dissertation contributes to the design of algorithms and protocols aimed at dealing with the issues explained above. First, we propose a set of protocols and heuristics based on a distributed architecture that improve the efficiency of the identification process without compromising privacy or security. Moreover, we present a novel distance-bounding protocol based on graphs that is extremely low-resource consuming. Finally, we present two trajectory anonymisation methods aimed at preserving the individuals' privacy when their trajectories are released