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物联网（Internet of Things，IOT）能够在全世界范围内对贴有RFID标签的目标对象进行识别、跟踪和查询。如今，IOT已经成为许多国家经济发展、科技创新的重点战略规划之一。作为物联网感知层的核心环节，射频识别（RadioFrequency Identification，RFID）技术以其识别迅速、使用方便、信息安全、可重复利用等优点已被广泛应用在医疗、支付、票务及供应链管理等领域，是推动IOT快速发展的关键技术之一。然而，传统的RFID安全协议因为无法解决系统内部攻击问题而不能很好地应用于物联网、供应链等多服务器系统。本文针对这一问题，通过分析现有密钥阵列认证协议的特点，设计了以密钥阵列为架构的RFID零知识证明协议。本文的主要工作为:（1）在对密钥阵列、零知识证明和随机数等密码学知识做了详细介绍和深入研究的基础上，对常见的攻击和传统RFID认证协议的优缺点进行了深入分析，为本文的认证协议设计做好基础。（2）系统分析了代表性的KAAP认证协议后，指出在密钥阵列架构的基础上引入零知识证明理论的必要性和可行性。（3）利用零知识证明方案和密钥阵列架构，提出了轻量级的基于密钥阵列的RFID零知识证明认证协议（Zero Knowledge proof protocol of RFID based onthe Key Array，KAZK），并对其进行了性能分析。之后，建立多种攻击模型对KAZK协议的安全与隐私特性进行了验证。性能分析和攻击模型的验证结果表明KAZK协议在维持一定复杂度和标签成本的基础上，可抵抗包括重放攻击、跟踪攻击、拒绝服务攻击等多种外部攻击类型；尤其针对来自系统内部的安全攻击，KAZK具备很好的安全性和可执行性，为物联网、供应链等多服务器系统提供了一种更好的RFID安全认证协议。