摘 要:手机内置NFC近场通讯技术越来越多的被开发商们应用到移动电子商务，手机支付等领域．在移动互联网技术高速发展的今天，新兴的NFC技术其安全性也随着它的广泛应用受到了越来越多的关注．而现有身份认证机制由于存在自身局限性而无法保证NFC通信过程中的安全性，而迫切需要专门的安全认证机制．本文所研究的NFC的安全认证技术，其认证过程是将用户的身份信息进行加密之后，再通过NFC传递给服务终端，服务终端将其解密之后得到原始的用户身份信息，由此完成整个认证过程．

本文设计的NFC安全认证应用满足了实用且兼容性强等要求．实用标准即服务终端能够通过该认证应用实现对用户个人身份信息在安全状态下的认证，这是设计认证应用最基本的标准之一．兼容性标准则是该应用能够在不同的操作系统上运行且能对不同的身份信息进行认证．而认证过程中的高成功率、高安全性和低响应时间标准则是通用认证应用的设计标准，但是这三个标准在NFC安全认证应用的设计过程中需要考虑的比重不尽相同．由于NFC的安全认证应用是对给定的用户身份信息进行认证，因此主要考虑的是低响应时间这个标准，要能满足用户在最短的时间通过服务终端对其身份的认证．本文设计的NFC安全认证应用尽可能地满足了以上标准．

本文的主要内容是通过对Mifare 1智能标签的工作模式和存储模式、NFC的通信原理和技术标准、RSA加密算法体制和数字签名体制还有软件相关的Android应用程序接口的研究与设计．其中Mifare 1智能标签作为用户身份信息的存储介质，RSA加密算法作为整个认证系统的核心，Android手机作为服务终端．测试使用的手机为Sony Xperia LT29i，Android版本为4.2.1．

实验证明，本软件能较好的完成对自定义身份信息的认证过程，能有效防止信息被第三方非法读取，从而提升整个NFC通讯的安全性．且响应时间较低（平均速度约为2.68s）、成功率较高（>99%）、软件可移植性较好，有广阔的市场前景．

关键词：NFC近场通讯；安全认证；RSA加密算法；Mifare 智能标签

 

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2 NFC的安全认证发展概况-1

1.2.1国内发展概况-1

1.2.2国外发展概况-3

1.3本文主要工作-3

第2章NFC工作原理和理论基础-5

2.1 NFC的原理-5

2.1.1 NFC的工作模式-5

2.1.2 NFC的通信原理-5

2.1.3 NFC的防冲突机制-6

2.1.4 NFC的技术标准-6

2.2 RSA加密算法的基本理论-8

2.2.1 RSA加密算法体制-8

2.2.2 RSA数字签名体制-8

2.2.3 RSA加密算法在安全认证中的作用-10

2.3 Mifare智能标签的原理-11

2.3.1 Mifare智能标签的硬件结构-11

2.3.2 Mifare智能标签的存储结构-11

2.3.3 RF射频接口电路和数字电路模块-11

2.3.4 Mifare智能卡的安全性-13

2.4 Android API 和DNEF-13

2.4.1 Android.nfc-13

2.4.2 Android.tech-14

2.4.3 NDEF数据交换格式-14

第3章 需求分析与总体设计-16

3.1需求分析-16

3.2 软件的整体结构设计-18

3.2.1 软件的主要功能和总体框架-18

3.2.2 加密模块设计-19

3.2.3 写入模块设计-19

3.2.4 读取模块设计-20

3.2.5 解密模块设计-20

第4章 详细设计-22

4.1 加密模块设计-22

4.2 写入模块设计-24

4.3 读取模块设计-27

4.4 解密模块设计-29

第5章 软件测试和安全性分析-34

5.1软件测试-34

5.1.1 测试结果-35

5.1.2 与现有技术比较-36

参考文献-39

致  谢-41