第36卷第3期 计算机学报 Vol.36 No.3 2013年3月 CHINESE JOURNAL OF COMPUTERS Mar.2013 RFD数据管理：算法、协议与性能评测 谢磊殷亚凤陈曦陆桑璐陈道蓄 (南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093) 摘要随着物联网关键理论及技术的发展，RFD作为物联网的核心支撑技术，成为物联网领域备受关注的研究 热点之一.文中以RFID的数据管理为切人点，从算法、协议以及性能评测3个层面对RFD的研究工作进行阐述 与分析，者重介绍了RFD的防冲突算法、认证与隐私保护协议以及真实环境下系统的性能评测与分析等方面的研 究成果及进展，最后展望了未来的研究方向. 关键词射频识别；数据管理：防冲突算法：认证与隐私保护；性能优化；物联网 中图法分类号TP393 D0I号10.3724/sP.J.1016.2013.00457 RFID Data Management:Algorithms,Protocols and Performance Evaluation XIE Lei YIN Ya-Feng CHEN Xi LU Sang-Lu CHEN Dao-Xu (State Key Laboratory for Novel Software Technology,Nanjing University,Nanjing 210093) Abstract With the development of critical theories and technologies in Internet of Things (IOT),as a key supporting technology,RFID has become one of the hotspots in the field of Internet of Things.Focusing on RFID data management,this paper describes and analyzes the re- search work on three aspects:algorithm,protocol and performance evaluation.In this paper,we introduce the research progress in RFID with anti-collision algorithm,authentication and privacy protection protocols,as well as performance evaluation of RFID systems in realistic settings.Fi- nally,we outlook the future research directions and conclude. Keywords RFID;data management;anti-collision algorithm;authentication and privacy protec- tion;performance optimization;Internet of Things 追踪等.随着RFID的技术原理被进一步深人理解、 引言 廉价的RFID组件相继出现以及RFID的安全得到 保障，RFID技术将会在物联网应用中发挥越来越 随着“物联网”时代的来临，新一代T技术将 重要的作用. 被充分运用在各行各业之中.射频识别(RFD)作为 物联网的核心理念是在普适环境下实现“物物 物联网应用的一项核心支撑技术，在学术界与工业 相联”，即通过对物理世界信息化、网络化，将传统上 界已经得到广泛关注.目前，RFD技术正在越来越 分离的物理世界与信息世界实现互联与整合.这就 频繁地出现在大量的物联网应用中，包括物流管理、 需要将“智能”嵌入到每一个物理对象当中，并且提供 电子支付、RFD护照、安全访问控制、目标监测与 一种有效的、低成本的通信方式，RFID技术的出现 牧稿日期：2012-02-08：最终修改稿收到日期：2012-05-27.本课题得到国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金(2009CB320705)、国家 自然科学基金(61100196,61073028,61021062)以及江苏省自然科学基金(BK2011559)资助.谢磊，男，1982年生，博士，讲师，中国计算机 学会(CCF)会员，主要研究方向为传感器网络、RFID系统、车联网、高性能计算.E-mail:lxie@ju,edu.cn殿亚凤，女，l989年生，博士研究 生，中国计算机学会(CCF)学生会员，主要研究方向为RFID.陈曦，男，1988年生，硕士研究生，中国计算机学会(CCF)学生会员，主要研究 方向为RFID.陆秦璐，女，1970年生，博士，教授，博士生导师，中国计算机学会(CCF)会员，主要研究领域为普适计算、分布式计算、传感 器网络.陈道蓄，男，1947年生，数授，博士生导师，中国计算机学会(C℃)高级会员，主要研究领域为普适计算、分布式计算、计算机网络，第 36卷 第 3期 2013年 3月 计 算 机 学 报 CHINESE JOURNAL OF COMPUTERS Vol_36 NO．3 M ar． 2O13 1 RFID数据管理 ：算法 、协议与性能评测 谢 磊 殷亚凤 陈 曦 陆桑璐 陈道蓄 (南京大学计算机软件新技术 国家重点实验室 南京 210093) 摘 要 随着物联网关键理论及技术 的发展 ，RFID作为物联 网的核心支撑技术 ，成为物联 网领域备受关 注的研究 热点之一．文 中以 RFID的数据管理为切入点 ，从算法 、协议 以及性 能评测 3个层 面对 RFID 的研 究工作进 行 阐述 与分析 ，着重介 绍了 RFID的防冲突算法 、认证 与隐私保护协议 以及真实环境下 系统 的性能评测 与分析等方 面的研 究 成果 及进展．最后 展望了未来的研究方 向． 关键词 射频识别 ；数据管理 ；防冲突算法 ；认证与隐私保护 ；性能优化 ；物联 网 中 图 法 分 类 号 TP393 DOI号 10．3724／SP．J．1016．2013．00457 RFID Data M anagem ent：Algorithm s，Protocolsand Perform ance Evaluation XIE Lei YIN Ya—Feng CH EN Xi LU Sang—Lu CH EN Dao—Xu (StateKeyLaboratoryforNovelS0ftwareTechnology，NanjingUniversity，Nanjing 210093) Abstract W ith the development of critical theories and technologies in Internet of Things (IOT)，as a key supporting technology，RFID has become one ofthe hotspots in the field of InternetofThings．Focusing on RFID datamanagement，thispaperdescribes and analyzesthere— search work on threeaspects：algorithm ，protocoland performanceevaluation． In thispaper，we introducetheresearch progressin RFID with anti—collision algorithm ．authentication andprivacy protection protocols，aswellasperformanceevaluation ofRFID system sin realisticsettings．Fi— nally，we outlook thefutureresearch directionsand conclude． Keywords RFID ；datamanagem ent；anti—collision algorithm ；authentication and privacyprotec tion；perform anceoptim ization；InternetofThings 引 目 随 着 “物 联 网”时 代 的来 临 ，新 一 代 IT 技 术将 被充 分 运用 在各 行各业 之 中．射 频识 别 (RFID)作 为 物联 网应用 的一 项 核 心支 撑 技 术 ，在 学 术 界 与 工 业 界 已经 得到 广泛 关 注．目前 ，RFID 技术 正 在 越 来 越 频 繁地 出现 在大 量 的物联 网应 用 中 ，包 括物 流管 理 、 电子支 付 、RFID 护 照 、安 全 访 问控 制 、目标 监 测 与 追踪 等 ．随着 RFID 的技 术原 理被 进 一步 深 入理 解 、 廉 价 的 RFID组件 相继 出 现 以及 RFID 的安 全 得 到 保 障 ，RFID技 术 将 会 在 物联 网应 用 中 发 挥 越 来 越 重要 的作用 。 物 联 网 的核 心理 念是 在普 适 环境 下 实现 “物一物 相联”，即通过对物理世界信息化、网络化 ，将传统上 分 离 的 物 理世 界 与信 息世 界 实现 互 联 与整 合 ．这 就 需要将“智能”嵌入到每一个物理对象当中，并且提供 一 种 有效 的 、低 成 本 的通 信 方式 ，RFID技 术 的 出现 收稿 日期 ：2012—02—08；最终修改稿收到 日期 ：2012—05—27．本课题得到国家 “九七 三”重点基础研究 发展规划项 目基金(2009CB320705)、国家 自然科学基金(61100196，61073028，61021062)以及江苏省 自然科学基金 (BK2O11559)资助．谢 磊 ，男 ，1982年生 ，博士 ，讲师 ，中国计算机 学会(CCF)会员 ，主要研究方向为传感器网络 、RFID系统 、车联 网、高性能计算．E-mail：lxie@niU．edu．cn．殷亚凤，女，1989年生 ，博士研究 生 ，中国计算机学会 (CCF)学生会员 ，主要研究方向为 RFID．陈 曦 ，男 ，1988年生 ，硕士研究生 ，中国计算机学会(CCF)学生会员 ，主要研究 方 向为 RFID．陆桑璐 ，女 ，1970年生 ，博士 ，教授 ，博士生导师 ，中国计算机 学会 (CCF)会员 ，主要研究领域为 普适 计算 、分布式计算 、传 感 器 网络．陈道蓄 ，男 ，1947年生 ，教授 ，博士生导师 ，中国计算 机学会 (CCF)高级会员 ，主要研究领域为普适计算、分布式计算、计算机 网络．