射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术是物联网感知层的关键技术,是一种通过无线射频信号采集物体信息的自动识别技术。相较传统识别技术,RFID技术具有准确率高、识别速度快、非接触和抗干扰等优点,因此被广泛应用于物流运输、交通控制、资产管理、电子商务以及安全门禁等领域。然而,RFID系统中的阅读器和电子标签通过开放的无线信道传输数据,极易受到窃听、跟踪、重放、伪造等攻击,导致数据篡改或隐私泄露。因此,如何有效保证RFID系统的数据和隐私安全是目前研究的重中之重。本文针对以上问题,在密码学的基础上分析并研究了RFID认证协议,主要工作如下:1.详细概述了RFID技术的国内外研究现状,描述了RFID系统的通信模型,重点介绍了RFID系统的安全需求及面临的主要安全威胁。并且针对系统面临的安全威胁,阐述了物理安全机制和密码保护机制,重点对基于哈希函数的认证协议进行分析,总结归纳了经典协议的优缺点。2.针对经典协议中数据不同步的问题,提出一种改进的基于Hash函数的双向认证协议。该协议通过设定预期的通信时延过滤无效会话,使用二次同步策略完成标签伪标示值和认证值更新,确保标签和数据库数据同步,然后使用BAN逻辑形式化证明协议的正确性并对比分析协议的安全性和效率,最后对协议进行软件测试,证明改进协议符合RFID系统的低成本、高效率的安全需求。3.针对实际应用下无源RFID标签计算资源有限问题,提出一种改进的面向无源RFID标签的认证查询协议。该协议将标签端计算转移至阅读器,不要求标签的计算能力,降低了标签成本,采用动态更新的伪身份标识和锁定口令能够有效抵抗位置跟踪,通过对称密码和Hash函数有效保证信息安全可靠,然后使用BAN逻辑证明了协议的正确性并对比分析协议的安全性和效率,最后设计并实现了基于RFID技术的医疗废物管理系统,并将改进协议应用于医疗废物管理系,实现了RFID安全阅读模块,证明协议具有良好的可用性。