射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)是一种利用无线射频方式进行非接触式双向数据传输的自动识别技术。RFID技术具有灵敏度高、响应迅速、智能性、透明性等特点。现已被广泛应用于生产线跟踪、门禁、自控，甚至在某些高级、机密性的行业中，RFID技术被作为防伪识别技术。而无源RFID系统由于无源标签的体积小便于携带以及生产成本低，使得其实用性更高。RFID技术是一种可实现多目标同时被识别的技术，而当标签数目较多时，每个标签的数据传输占用的是同一条无线信道，必然会导致信道的拥塞，即标签的碰撞。标签的碰撞使得RFID技术不再具有快速识别的优点。也正由于其传输的信道是一条无线信道，导致RFID技术具有一定的脆弱性，即安全性受到威胁。本文针对无源RFID系统的多标签防碰撞算法和安全隐私保护这两项关键技术，进行了系统性研究。全文主要的研究工作如下：1、详细的分析了传统FSA(帧时隙ALOHA)算法的优缺点，提出了一种通过调节标签在一帧内时隙的选择方式，即调节随机数发生器的随机数的产生，选出产生分布更为均匀、遍历的伪随机数的方法，使每个时隙均有标签选择，减少空闲时隙数目。改进的FSA算法仅占用了无源标签3.125%的存储容量，就使得系统的标签识别效率更高、稳定性更强。2、运用单向散列Hash函数的不可逆性以及轻量级的特性，提出了一种新型的RFID双向认证协议方案。改进协议不仅实现了系统的双向认证、系统的读写权限的认证，且阅读器在认证过程中有标签过滤的功能，减少了后端数据库的搜索核实次数，缩短了系统的认证时间且增强了系统的安全性。3、基于混沌系统对初始值和参数的敏感，将二者作为密钥，结合Hash函数的不可逆性以及轻量级的特性，提出了一种数据加密的RFID双向认证协议方案。该方案充分利用RFID系统自身的唯一标识量，实现了RFID系统的二次双向认证和数据信息的隐私性，很好地协调安全、高效以及标签成本的问题。通过对无源RFID系统的2个核心难题：多标签防碰撞算法、安全隐私的分析，利用简单的混沌系统，提高RFID系统标签识别效率的同时实现了RFID系统的数据库、标签、阅读器三者之间的合法身份的认证，以及阅读器对标签的读写权限的认证和数据信息的隐私性。同时对无源RFID标签在上述操作过程中的存储空间的分配进行了分析。