ntvНаучно-технический вестник информационных технологий, механики и оптикиScientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics2226-14942500-0373Университет ИТМО10.17586/2226-1494-2022-22-1-67-73ntv-261Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИCOMPUTER SCIENCEАлгоритм обнаружения RFID-дубликатовAn algorithm for detecting RFID duplicateshttps://orcid.org/0000-0001-9435-9580ВолошинаН. В.VoloshinaN. V.

Волошина Наталия Викторовна — кандидат технических наук, доцент, доцент

Санкт-Петербург, 197101

Natalia V. Voloshina — PhD, Associate Professor, Associate Professor

Saint Petersburg, 197101

nataliv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5058-3473ЛавриновичА. А.LavrinovichA. A.

Лавринович Александр Андреевич — аспирант

Санкт-Петербург, 197101

Aleksandr A. Lavrinovich — PhD Student

Saint Petersburg, 197101

Lavrinovich600@gmail.comУниверситет ИТМОРоссияITMO UniversityRussian Federation2022161220242216773Copyright © Волошина Н.В., Лавринович А.А., 20242024Волошина Н.В., Лавринович А.А.Voloshina N.V., Lavrinovich A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/261

Предмет исследования. При расширении применения RFID (Radio Frequency Identification)-технологии в качестве способа маркировки импортируемых товаров все более актуальной становится проблема использования злоумышленниками дубликатов RFID-меток. На дубликат может быть записана информация о товаре, которая отличается от его фактических характеристик. В работе предложен алгоритм обнаружения RFID- дубликатов как метод достижения целостности сведений, которые поступают в информационные системы международной транспортировки товаров. Актуальность создания алгоритма определена потребностью снижения риска создания и использования импортерами RFID-дубликатов при трансграничном перемещении маркируемых товаров. Существующие алгоритмы обнаружения дубликатов не подходят для применения в системе RFID-маркировки импортируемых в Россию товаров. Предложенный алгоритм ограничивает возможности злоумышленника считывать с оригинальной RFID-метки сведения, необходимые для создания RFID-дубликата. Метод. Алгоритм основан на разделении Electronic Product Code (EPC)-области памяти RFID- метки на части и применении команды самоуничтожения метки (kill) для предотвращения несанкционированных считываний. Рассмотрены сценарии реализации алгоритма и определены риски его использования. Алгоритм представлен в виде графической модели на основе нотации Business Process Model and Notation (BPMN). Основные результаты. Оценка эффективности предлагаемого алгоритма проведена с использованием формулы гипергеометрической вероятности. В качестве исходных данных приняты результаты проведения выборочной проверки RFID-меток таможенными органами. Показано, что в сравнении с существующим подходом реализация алгоритма в программно-аппаратном комплексе создает условия повышения вероятности обнаружения RFID- дубликатов при условии проведения контроля только в отношении высокорисковых декларантов. Практическая значимость. Применение алгоритма снижает риск поступления искаженной или недостоверной информации в информационные системы международной транспортировки товаров и повышает обоснованность принимаемых юридических и экономических решений в информационных системах таможенных органов.

The problem of using duplicate RFID tags by attackers is becoming more and more actual with the expansion of RFID technology for marking imported goods. The duplicate may contain information about goods, which differs from their actual characteristics. This paper proposes an algorithm for detecting RFID duplicates as a method for achieving the integrity of information that enters the information systems of international goods transportation. The relevance of creating an algorithm deals with the need to reduce the risk of creating and using RFID duplicates by importers during the cross-border movement of marked goods. Existing duplicate detection algorithms are unsuitable for use in the RFID-marking system of goods imported into Russia. The algorithm hinders an attacker from reading data from the original RFID tag, which is necessary to create an RFID duplicate. The proposed algorithm is based on dividing the EPC memory area of an RFID tag into parts and using the tag self-destruction command (kill) to prevent unauthorized readings. The authors considered the scenarios for implementing the algorithm and identified the risks of using the algorithm. The algorithm is presented as a graphical model based on BPMN notation. The efficiency of the proposed algorithm was evaluated using the hypergeometric probability formula. The results of a selective check of RFID tags by the customs authorities were taken as the initial data. It is shown that, in comparison with the existing approach, the implementation of the algorithm in software and hardware complex increases the probability of detecting RFID duplicates, provided that control is carried out only in relation to high-risk declarants. The use of the algorithm reduces the risk of receiving distorted or inaccurate data in the information systems dealing with international goods transportation and increases the validity of legal and economic decisions taken in the information systems of customs authorities.

RFID-технологияRFID-меткаRFID-дубликатRFID-маркировкаинформационная системаEPC-памятькоманда killцелостность информациимаркировка товаровRFID technologyRFID markRFID duplicateRFID markinginformation systemEPC memorykill commandinformation integritymarking of goodsReferencesKamaludin H., Mahdin H., Abawajy J.H. Clone tag detection in distributed RFID systems // PLoS ONE. 2018. V. 13. N 3. P. e0193951. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0193951Kamaludin H., Mahdin H., Abawajy J.H. Clone tag detection in distributed RFID systems // PLoS ONE. 2018. V. 13. N 3. P. e0193951. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0193951Zanetti D., Capkun S., Juels A. Tailing RFID tags for clone detection // NDSS Symposium. 2013.Zanetti D., Capkun S., Juels A. Tailing RFID tags for clone detection // NDSS Symposium. 2013.Lehtonen M., Ostojic D., Ilic A., Michahelles F. Securing RFID systems by detecting tag cloning // Lecture Notes in Computer Science. 2009. V. 5538. P. 291–308. https://doi.org/10.1007/978-3-642-01516-8_20Lehtonen M., Ostojic D., Ilic A., Michahelles F. Securing RFID systems by detecting tag cloning // Lecture Notes in Computer Science. 2009. V. 5538. P. 291–308. https://doi.org/10.1007/978-3-642-01516-8_20Jokhio I.A., Jokhio S.H., Baloch J.A. A novel security method to protect RFID cloning attacks. 2012 [Электронный ресурс]. URL: http://oaji.net/articles/2016/2712-1454748209.pdf (дата обращения: 28.07.2021).Jokhio I.A., Jokhio S.H., Baloch J.A. A novel security method to protect RFID cloning attacks. 2012 [Электронный ресурс]. URL: http://oaji.net/articles/2016/2712-1454748209.pdf (дата обращения: 28.07.2021).Shi J., Kywe S.M., Li Y. Batch clone detection in RFID-enabled supply chain // Proc. of the 2014 IEEE International Conference on RFID (IEEE RFID). 2014. P. 118–125. https://doi.org/10.1109/RFID.2014.6810721Shi J., Kywe S.M., Li Y. Batch clone detection in RFID-enabled supply chain // Proc. of the 2014 IEEE International Conference on RFID (IEEE RFID). 2014. P. 118–125. https://doi.org/10.1109/RFID.2014.6810721Chen X., Liu J., Wang X., Zhang X., Wang Y., Chen L. Combating tag cloning with COTS RFID devices // Proc. of the 15th Annual IEEE International Conference on Sensing, Communication, and Networking (SECON). 2018. P. 1–9. https://doi.org/10.1109/SAHCN.2018.8397134Chen X., Liu J., Wang X., Zhang X., Wang Y., Chen L. Combating tag cloning with COTS RFID devices // Proc. of the 15th Annual IEEE International Conference on Sensing, Communication, and Networking (SECON). 2018. P. 1–9. https://doi.org/10.1109/SAHCN.2018.8397134Bu K., Xu M., Liu X., Luo J., Zhang S., Weng M. Deterministic detection of cloning attacks for anonymous RFID systems // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2015. V. 11. N 6. P. 1255–1266. https://doi.org/10.1109/TII.2015.2482921Bu K., Xu M., Liu X., Luo J., Zhang S., Weng M. Deterministic detection of cloning attacks for anonymous RFID systems // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2015. V. 11. N 6. P. 1255–1266. https://doi.org/10.1109/TII.2015.2482921Jin B., Jin H. Security analysis of RFID based on multiple readers // Procedia Engineering. 2011. V. 15. P. 2598–2602. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.488Jin B., Jin H. Security analysis of RFID based on multiple readers // Procedia Engineering. 2011. V. 15. P. 2598–2602. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.488Финкенцеллер К. RFID-технологии. Справочное пособие / пер. с нем. М.: Додека XXI век, 2016. 490 с.Finkenzeller K. RFID Handbook Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards, Radio Frequency Identification and NearField Communication. Wiley, 2010, 480 p.Волошина Н.В., Лавринович А.А. Рекомендации по автоматическому обнаружению дубликатов RFID-меток таможенными органами // Таможенные чтения — 2020. Стратегия развития 2030: вызовы времени. наука и инновации: Сборник материалов Международной научно-практической конференции. В 2-х т. Т. 1. СПб., 2020. С. 88–93.Voloshina N.V., Lavrinovich A.A. Recommendations for automatic detection RFID-mark duplicates by customs bodies. “Customs readings 2020. Strategy 2030: challenges, science and innovations”. Proceedings of the International scientific and practical conference. St. Petersburg, 2020, pp. 88–93. (in Russian)Okpara O. Detecting Cloning Attack in Low-Cost Passive RFID Tags. 2015 [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/280077859_Detecting_Cloning_Attack_in_Low-Cost_Passive_RFID_Tags (дата обращения: 28.07.2021). https://doi.org/10.13140/RG.2.1.1709.4240Okpara O. Detecting Cloning Attack in Low-Cost Passive RFID Tags. 2015 [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/280077859_Detecting_Cloning_Attack_in_Low-Cost_Passive_RFID_Tags (дата обращения: 28.07.2021). https://doi.org/10.13140/RG.2.1.1709.4240Mitrokotsa A., Rieback M.R., Tanenbaum A.S. Classifying RFID attacks and defenses // Information Systems Frontiers. 2010. V. 12. N 5. P. 491–505. https://doi.org/10.1007/s10796-009-9210-zMitrokotsa A., Rieback M.R., Tanenbaum A.S. Classifying RFID attacks and defenses // Information Systems Frontiers. 2010. V. 12. N 5. P. 491–505. https://doi.org/10.1007/s10796-009-9210-zHuang W., Zhang Y., Feng Y. ACD: An adaptable approach for RFID cloning attack detection // Sensors. 2020. V. 20. N 8. P. 2378. https://doi.org/10.3390/s20082378Huang W., Zhang Y., Feng Y. ACD: An adaptable approach for RFID cloning attack detection // Sensors. 2020. V. 20. N 8. P. 2378. https://doi.org/10.3390/s20082378

The authors declare that there are no conflicts of interest present.