无线射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）作为一种使用射频信号进行信息交互的技术,有效地实现物与物之间的非接触性识别的短距离通信技术,被广泛应用于智慧仓储、智慧驾驶、安防以及军事等多种前沿的领域中。在被广泛应用的同时,RFID系统存在的安全隐私、阅读器可移动性等问题也受到大家的关注。面对这些问题,国内外研究学者致力于提出一种有效的RFID安全认证协议来提高RFID系统的安全性能和应用场景。因此,本文针对低成本、大规模标签的RFID系统的安全认证协议展开一系列研究,所做的主要工作如下。（1）利用震荡环频率特性提取多位可靠信息熵的震荡环物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）的研究。根据RFID标签的低成本需求,研究一种产生多位稳定信息熵的PUF能够进一步降低标签所消耗的硬件资源。提取多位可靠信息熵的震荡环物理不可克隆函数（Muitibit Entropy Ring Oscillator PUF,ME-ROPUF）通过对FPGA上环形震荡器所产生频率数据的分析,改变PUF提取信息熵的方法,从每个震荡环中提取能够代表震荡环特性的特征位作为信息熵,从而提高PUF所能产生的信息熵数量;通过对逆变器温度特性的研究,利用电流饥饿逆变器和常规逆变器组成新的震荡环来降低温度对PUF可靠性的影响。（2）基于PUF的云服务RFID安全认证协议的研究。针对RFID系统认证过程采用传统的加密方法的资源消耗较大的问题,采用PUF作为认证过程中主要的加密方法;针对基于后端服务器的RFID系统难以适用于大规模标签的应用场景,结合云计算、5G等技术,采用将RFID的服务器端部署在云平台上来实现阅读器的可移动性,从而实现RFID系统适用于大规模标签的场景;针对云服务RFID系统所存在的安全隐患问题,采用双索引机制、时间戳数据等方法保证云服务RFID系统认证过程的安全性。（3）通过NFC安全认证系统实现云服务RFID安全认证协议。根据设计的云服务RFID安全认证协议,完成NFC安全认证系统的设计和开发,使用支持NFC功能的安卓设备分别作为标签和阅读器按照协议进行信息交互。对设计的系统进行常见攻击类型模拟测试,来检验NFC安全认证系统的可靠性,保证两台安卓设备使用NFC安全认证系统后信息、隐私等不遭到破坏。通过Cadence IC仿真和进行赛灵思zynq 7000系列FPGA开发平台上的实验,结果表明ME-ROPUF方案使用相同数量的震荡环产生更多的信息熵,并且其可靠性、唯一性均得到提升;通过安BAN逻辑证明、Vaudenay隐私模型证明协议的合理性和安全隐私保护性能,对比分析表明本协议的资源消耗和安全性能优于对比RFID认证协议;使用Qt对NFC安全认证系统进行开发,对所设计的云服务RFID认证系统进行实现。