RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)是利用无线射频信号自动识别特定目标并读写相关信息的非接触式通信技术。在RFID系统中,电子标签存储着唯一识别码,附着在被识别物品上。阅读器通过发射无线射频信号来识别附有识别标签的物品。但在RFID系统的通信过程中存在信号干扰问题,尤其当多个电子标签同时响应一个阅读器的时候,就会导致电子标签信息的碰撞,极大程度地干扰了识别过程。同时,RFID系统在通信过程中也存在着安全隐患,例如窃听、假冒、非法读取、重传、去同步攻击等。随着RFID关键技术的迅速发展和广泛应用,RFID系统的标签防碰撞算法与安全认证协议已成为当前研究的热点。论文首先论述了RFID系统构成及分类,并对现有的RFID标签防碰撞算法进行了研究和分析,讨论了RFID系统中存在的安全问题及相关的安全策略。论文在分析二进制搜索树防碰撞算法的基础上,结合栈的“后进先出”特性,提出基于栈存储的二进制搜索树防碰撞算法。该算法通过在阅读器中建立栈来存储当前产生碰撞的查询命令。当标签信息发生碰撞时,将当前阅读器的查询命令压栈；当成功识别一个标签时,执行出栈操作。由此,实现了查询命令的可溯源性。通过与传统的二进制搜索树防碰撞算法在吞吐率和识别效率两方面进行性能分析和仿真比较,该算法的性能都有较大提高。论文在结合帧时隙ALOHA算法和二进制搜索树算法的基础上,综合两者的特性,提出基于帧分组与二进制搜索树识别的RFID防碰撞算法。该算法首先基于帧时隙ALOHA算法对标签进行第一阶段的识别,并依据碰撞时隙将未识别标签分成若干组,然后在第二阶段中运用二进制搜索树算法依次对各组进行确定性识别。通过与传统的帧时隙ALOHA算法和二进制搜索树防碰撞算法在吞吐率和识别效率两方面进行性能分析和仿真比较,该算法的性能都有较大提高。论文在研究Hash函数相关协议与对称密钥机制的基础上,提出了基于Hash函数与状态锁定的RFID安全认证协议。该协议结合单向Hash函数与对称加密方法,对后台数据库与标签的状态进行锁定设置,并在认证结束后及时更新ID和密钥值,从而对RFID系统认证阶段的安全风险进行了有效处理。通过安全性分析表明,该协议既保证了标签的匿名性、完整性、机密性,又抵御了攻击者假冒、重传、去同步攻击,能较好地完成RFID系统中阅读器与标签之间的相互认证。