一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法技术

本发明专利技术公开了一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法，通过在超高频RFID标签中适当位置采用与标签附着物体的材质电磁特性参数具有强耦合特性的结构，并开展结构优化设计，使得RFID标签的工作性能对标签附着物体的材质电磁特性改变敏感化，实现RFID标签与其所附着物体物性有效绑定。本发明专利技术的超高频物性绑定RFID安全标签，可以保证其仅当附着于经过标签绑定设计的物体表面时，才能正常工作，从而提高RFID系统的信息安全。采用本发明专利技术的设计方法可以方便地设计绑定各类物体物性的无源RFID标签，标签可以广泛地为仓储物流管理，食品冷链管理，医疗药品管理，高附加值艺术品鉴定等物联网RFID应用领域提供有效信息安全保障，具有广阔应用前景。

A design method of UHF RFID security tag with binding property

The invention discloses a UHF RFID tag safety design method for binding properties of the structure through the UHF RFID tag in the proper position of the material parameters and the electromagnetic characteristics of label attached objects has the characteristics of strong coupling, and carry out structural optimization design, material performance makes the electromagnetic characteristics of the RFID tag attached to the object label change sensitive, RFID tag and its attached objects of binding. The super high frequency physical property binding RFID security label can ensure that the utility model can work normally only when the surface of the object designed by the label is adhered to, thereby improving the information security of the RFID system. By using the design method of the invention can be easily designed to bind all kinds of objects of passive RFID tags, labels can be widely used for food storage and logistics management, cold chain management, medicine management, high added value of art identification RFID networking applications to provide effective information security, and has broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法
本专利技术属于电子信息工程领域，具体涉及一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法。
技术介绍
随着物联网RFID技术的普及，RFID系统的信息安全问题日益受到关注。目前，关于RFID系统信息安全，已发展形成了多项安全技术，解决了两大类问题，即RFID系统信息传输、存储中的数据安全问题和RFID标签芯片的硬件防伪问题。其中，RFID数据安全可以通过密码系统安全技术、访问控制安全技术、秘钥管理安全技术与安全协议管理技术等措施加以保障。RFID标签硬件电路安全可以通过RFID芯片的物理不可克隆技术加以保障。文献【1】(B.Song,J.Y.Hwang,andK.A.Shim,SecurityimprovementofanRFIDsecurityprotocolofISO/IECWD29167-6,15(2011),1375-1377)从RFID安全协议的角度分析RFID系统安全的问题。文献【2】(L.BolotnyyandG.Robins,Physicallyunclonablefunction-basedsecurityandprivacyinRFIDsystems,FifthAnnualIEEEInternationalConferenceonPervasiveComputingandCommunications(PerCom’07)(2007),211-220.)从芯片不可克隆电路的角度分析了RFID系统信息安全的问题。解决了RFID系统信息传输、存储中的数据安全问题和RFID标签电路的硬件防伪问题并不足以保障RFID系统信息安全。确保RFID系统信息安全的另一项关键要求是，采用物理不可克隆设计的芯片、储存有经过加密的RFID数据信息的RFID标签，应该附着于正确的物品上。如果将可靠的RFID标签置换附着在错误的物体上，RFID信息系统安全体系也将从根本上崩溃。通常的RFID射频标签，并不具有物体物性的选择性，即：对其附着物体材质电磁参数的改变不表现出敏感特性，例如，附着在纸制品、塑料制品、木制品等不同材质的表面时，其工作特性没有显著地区别。这样的RFID标签与贴附物品间难以建立起绑定关系。当RFID标签被恶意贴装在错误的物体上时，标签依然可以表现出很好的阅读性能，这对物品在系统中的记录可靠性提出了考验。目前将标签与待标物体进行绑定主要有两种手段，其一是将标签用化学手段(如各类黏贴剂)贴在待标物体上，如文献【3】(专利技术专利：株式会社日立制作所，RFID标签，200810149705.4)将标签黏贴层进行特殊的工艺设计以将标签与物体绑定在一起。其二是将RFID标签嵌入到物体之中，这通常需要采用特殊的制造流程和制造工艺。如文献【4】(M.RitamakiandA.Ruhanen,EmbeddedpassiveUHFRFIDsealtagformetallicreturnabletransititems,2010IEEEInternationalConferenceonRFID(IEEERFID2010)(2010),152-157.)将RFID标签嵌在金属制品周围解决了将标签与物体绑定的问题。文献【5】(专利技术专利：罗建军，罗飞等，基于RFID的酒类防伪系统及RFID标签与RFID读写器认证方法，201210351152.7)将RFID标签嵌在酒瓶中解决了标签与酒瓶绑定的问题。这两种方法前者标签容易被破坏，后者制造工艺相当复杂，会大大增加RFID标签部署的成本，且将千变万化待标物体都进行相关标签设计明显是不可能完成的任务。本专利技术设计方法设计的可直接贴附在物体表面，并能够与物体材质电磁参数绑定的RFID标签，无疑是一个很好的解决方案，可以有效地克服目前RFID标签与物体安全绑定技术的局限性。目前将无源RFID标签与待标物体通过材料电磁参数进行有效绑定仍然属于研究空白。本专利技术针对此问题公开了一种射频标签的设计方法，设计方法通过在超高频RFID标签中适当位置采用与标签附着物体的材质电磁参数具有强耦合特性的结构，并开展结构优化设计，使得RFID标签的工作性能与标签附着物体的材质电磁特性改变敏感化，实现RFID标签与其所附着物体物性有效绑定。采用本专利技术的设计方法可以方便地设计各类绑定物体材质电磁参数的超高频RFID标签，标签可以广泛地为物联网RFID应用领域，如仓储物流管理，食品冷链管理，医疗药品管理，高附加值艺术品鉴定等提供有效信息安全保障，具有广阔应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的：提供一种绑定物性的标签设计方法，以设计可以与物体材质电磁参数相绑定的无源RFID射频标签，设计的标签与附着物体间具有很高的绑定特性。通过在超高频RFID标签中适当位置采用与标签附着物体的材质电磁参数具有强耦合特性的结构，并开展结构优化设计，使得RFID标签的工作性能对标签附着物体的材质电磁参数改变敏感化，实现RFID标签与其所附着物体物性有效绑定。采用本专利技术设计的超高频物性绑定RFID安全标签，可以保证其仅当附着于经过标签绑定设计的物体表面时，才能正常工作，从而提高RFID系统的信息安全。本专利技术采用的技术方案为：一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法，通过在超高频RFID标签中适当位置采用与标签附着物体的材质电磁参数具有强耦合特性的结构，并开展结构优化设计，使得RFID标签的工作性能对标签附着物体的材质电磁参数改变敏感化，实现RFID标签与其所附着物体物性有效绑定，其中，绑定特性表现为读取性能随贴附物体电磁参数微小变化而剧烈变化，采用该方法设计的超高频物性绑定RFID安全标签，可以保证其仅当附着于经过标签绑定设计的物体表面时，才能有正常阅读性能，当其附着物体的介电常数有微小变化时，标签的阅读性能显著降低，或不能正常工作，从而提高RFID系统的信息安全。其中，接入了特殊构造的，与物体材料电磁参数有强耦合特性结构的标签，当材料电磁参数变化时，标签与芯片间的功率传输特性会发生极大地改变，这种标签表现出高Q值特点。其中，采用在标签中加入与物性紧密耦合的结构进行标签设计，结构特征包括zigzag型结构，蜿蜒线型结构，分布式碎片结构或分布式线状结构，等等。其中，在谐振点处，对标签与芯片间进行高性能功率传输设计。其中，标签性能对材质的电导率，或者复介电常数实部或虚部变化敏感。本专利技术原理在于：一种射频标签的设计方法，通过对与物体电磁特性有强耦合特性的结构设计，实现设计的标签与附着物体间有效绑定，绑定特性表现为读取性能随贴附物体电磁特性微小变化而剧烈变化。将标签与物体材质电磁特性建立联系需要进行特殊结构设计，本专利技术采用在标签上接入与材料电磁特性有关的耦合结构实现标签与物体电磁特性间的关联。标签结构的变化会影响标签的输入阻抗，标签的输入阻抗变化会影响标签与芯片间的功率传输。接入了特殊构造的，与物体材料电磁参数有强耦合特性结构的标签，当材料电磁参数变化时，标签与芯片间的功率传输特性会发生极大地改变，这种标签表现出高Q值特点。如图1所示，在通常的标签结构上加入一些特别选取的可以与附着材质电磁参数有强耦合的特殊结构，可敏化标签对附着材料电磁特性的感知能力。本专利技术包含物性绑定结构地选取，也包含描述标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法，其特征在于，通过在超高频RFID标签中适当位置采用与标签附着物体的材质电磁特性参数具有强耦合特性的结构，并开展结构优化设计，使得RFID标签的工作性能对标签附着物体的材质电磁特性改变敏感化，实现RFID标签与其所附着物体物性有效绑定，其中，绑定特性表现为读取性能随贴附物体电磁特性微小变化而剧烈变化，采用该方法设计的超高频物性绑定RFID安全标签，可以保证其仅当附着于经过标签绑定设计的物体表面时，才能有正常阅读性能，当其附着物体的介电常数有微小变化时，标签的阅读性能显著降低，或不能正常工作，从而提高RFID系统的信息安全。

【技术特征摘要】
1.一种绑定物性的超高频RFID安全标签设计方法，其特征在于，通过在超高频RFID标签中适当位置采用与标签附着物体的材质电磁特性参数具有强耦合特性的结构，并开展结构优化设计，使得RFID标签的工作性能对标签附着物体的材质电磁特性改变敏感化，实现RFID标签与其所附着物体物性有效绑定，其中，绑定特性表现为读取性能随贴附物体电磁特性微小变化而剧烈变化，采用该方法设计的超高频物性绑定RFID安全标签，可以保证其仅当附着于经过标签绑定设计的物体表面时，才能有正常阅读性能，当其附着物体的介电常数有微小变化时，标签的阅读性能显著降低，或不能正常工作，从而提高RFID系统的信息安全。2.根据权利要求1所述的绑定物性的超高频RFID安全标签设计方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨蔚，王刚，陶永会，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34