بروتوكول مصادقة متبادلة خفيف لأنظمة RFID الصحية باستخدام خوارزمية ASCON نموذج مقترح لتعزيز أمن بطاقات التأمين الصحي للمتقاعدين

الملخص

تعالج هذه الدراسة أوجه القصور في آليات التحقق التقليدية في بطاقات التأمين الصحي، ولا سيما الأنظمة القائمة على رمز الاستجابة السريعة (Code QR) العرضة للتزوير. فهذه الأنظمة معرّضة للتزوير، وإعادة الاستخدام، والتنصت، وقد تسمح بالوصول غير المصرح به إلى بيانات طبية حساسة. لذلك تقترح هذه الدراسة بروتوكول مصادقة متبادلة خفيف الوزن لأنظمة RFID في بيئة الرعاية الصحية، يعتمد على خوارزمية ASCON، وهي خوارزمية تشفير خفيف تدعم التشفير الموثق بالبيانات المرتبطة (AEAD) ودوال التجزئة. يتكون النموذج من ثلاثة أطراف هي بطاقة RFID منخفضة الموارد، وقارئ RFID يعمل وسيطاً للاتصال، وخادم خلفي موثوق يتولى إدارة المفاتيح وقاعدة البيانات. يستخدم البروتوكول أرقاماً عشوائية حديثة ومفاتيح مؤقتة مشتقة، ويتم تبادل رسائل مشفرة مزودة بوسوم تحقق، وينشئ في النهاية مفتاح جلسة فريداً لكل عملية مصادقة. خضع البروتوكول للتحقق الرسمي باستخدام منطق BAN وأداة ProVerif، إلى جانب تحليل أمني غير رسمي للهجمات وتقدير للتكلفة الحسابية والاتصالية. وأظهرت النتائج أن البروتوكول يحقق المصادقة المتبادلة، وسرية المفتاح، وحداثة الجلسة، ويقاوم هجمات إعادة الإرسال، والانتحال، والتنصت، والرجل في المنتصف، وفقدان التزامن. وبلغت تكلفته الحسابية نحو 21.7 ميكروثانية، في حين بلغت تكلفة رسالتي المصادقة الأساسيتين نحو 768 بت، وترتفع إلى 896 بت عند تضمين قيمة التحدي الاختيارية RN0، مما يجعله مناسباً لتطوير بطاقات تأمين صحي أكثر أماناً وقابلية للتوسع للمتقاعدين.