RFID系统一般由3大部分构成：标签、读写器以及后台数据库，如图1所示。
图1 RFID系统的基本构成
标签是配备有天线的微型电路。标签通常没有微处理器，仅由数千个逻辑门电路组成，因此要将加密或者签名算法集成到这类设备中确实是一个不小的挑战。标签和读写器之间的通信距离受到多个参数的影响，特别是通信频率的影响。读写器实际是一个带有天线的无线发射与接收设备，它的处理能力、存储空间都比较大。后台数据库可以是运行于任意硬件平台的数据库系统，可由用户根据实际的需要自行选择，通常假设其计算和存储能力强大，时它包含所有标签的信息。
目前，主要有两种通信频率的RΠD系统共存：一种使用13
在当今信息化快速发展的时代，RFID技术以其独特的非接触式自动识别优势，在通信与网络领域得到了广泛应用。RFID系统主要由标签、读写器以及后台数据库三大部分构成，它们之间通过无线通信进行信息交换和数据处理，支撑起各种复杂的应用场景。然而，随着RFID应用的日益增多，其通信模型和安全需求也面临着新的挑战。
RFID标签通常是小型化且带有天线的电子设备，它们装备在产品或物品上以实现自动识别功能。由于RFID标签没有微处理器，仅由数千个逻辑门电路组成，这使得在标签上实现加密或签名等安全算法具有相当的挑战性。因此，如何在保证低成本和小体积的同时增强RFID系统的安全性，成为技术开发中的一个关键问题。
RFID系统的读写器是带有天线的无线发射与接收设备，具备更强的处理能力和存储空间，可以处理与标签的通信。它负责发送查询信号给标签，接收标签的响应，并最终与后台数据库进行信息交换。读写器与标签间的通信距离会受到通信频率的影响，不同频率的RFID系统适用于不同的应用场景。
后台数据库是存储RFID标签信息的大型计算与存储平台，它能够存储所有标签的详细数据，包括产品信息、位置、状态等，以供系统查询和分析。后台数据库的选择通常取决于实际应用的需求，且必须考虑到数据的安全性和完整性。
RFID技术有两大类主要的通信频率，一种是13.56MHz，主要用于短距离通信，适合图书馆、零售业等领域；另一种是860～960MHz的超高频范围，用于更远距离的通信，如物流跟踪、车辆管理等。根据能量来源的不同，RFID标签可分为被动式、半被动式和主动式，而根据功能强弱又分为Class0至Class4，它们的功能依次增强，适用于不同的应用需求。
RFID系统的通信过程可以分为前向信道和反向信道，前向信道是读写器向标签发送信息的信道，而反向信道则是标签向读写器发送信息的信道。由于受到标签功率的限制，前向信道的通信范围通常要远大于反向信道。
ISO/IEC 18000标准定义了RFID系统中读写器与标签之间的双向通信协议，该通信模型包括物理层、通信层和应用层三个层次。物理层主要关注电气信号的传输；通信层则负责数据交换和解决通信过程中的冲突问题；应用层涉及认证、识别和应用数据处理。特别在应用层，安全协议的设计需要综合考虑系统的可扩展性、系统开销和可管理性，以保障通信的稳定性与安全性。
RFID系统所面临的安全需求包括防止数据被未经授权的读取、复制或篡改，避免非法的数据载体进入读写器范围，以及防范窃听和重放攻击等。在选择RFID系统时，必须考虑到其密码功能，以平衡安全性和成本。例如，在需要防止非授权访问和欺诈服务的高安全性应用中，引入加密等密码措施是必不可少的。但在一些对安全要求不那么高的场景中，过度加密可能会增加不必要的成本负担。因此，在设计RFID系统的安全方案时，必须全面考虑技术、经济和管理等多方面因素，以确保系统的安全性和实用性。
随着物联网的不断发展，RFID系统在通信与网络领域中的作用愈发重要。虽然RFID技术带来便利的同时也伴随着安全风险，但通过技术创新和安全设计，我们完全有能力构建出既安全又高效的RFID系统，以满足现代社会的多元化需求。
