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【分享原创开发经验】ST25应用于物流和商品流通领域的方法

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北方 发布时间:2025-7-23 14:02

1 ST25应用于物流和商品流通领域的方法

st25作为NFC标签,可以应用在以下两个场景,

1.1 作为物流过程的追踪和检查

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这个是从生产,运输,销售环节的应用过程,同一个ST25 NFC标签贴在商品上,随着流通的环节可以随时跟踪这个产品的位置,并且可以唯一确定的溯源。

其实这个方案提出比较早,但是因为有二维码的出现,很多物流的过程都伴随着二维码的溯源跟踪,采用NFC标签的技术方案就比较少,多数在服装鞋帽和奢侈品会有这样的技术。

相比二维码扫描,是因为NFC技术有更多的安全措施,并且可以容纳更多的信息和数据。

1.2 实现用户互动

2.JPG

品牌方可以通过唯一的NFC标签实现社交和互动功能,从厂家可以获得更多的品牌和活动行情,用户可以直接连接到信息推送,以及用户体验的反馈。

2 实现的TruST25原理

2.1TruST25 的原理

TruST25 是意法半导体(STMicroelectronics)推出的数字签名解决方案,核心是通过密码学技术为 ST25 系列 RFID/NFC 标签的唯一标识符(UID)提供数字签名,以确保标签的真实性和供应链的信任链。其原理基于以下核心技术和机制:

  1. 数字签名与 UID 绑定 每个 ST25 RFID/NFC 标签的 UID 由硅制造商(ST)预先写入,TruST25 为该 UID 附加数字签名。签名通过非对称加密算法(主要采用椭圆曲线数字签名算法 ECDSA)生成,其中私钥由 ST 独家持有并存储在经过认证的硬件安全模块(HSM)中,公钥用于验证签名合法性。
  2. 硬件级安全保障
    • 私钥的生成、存储和签名操作均在 ST 的安全环境(如认证 HSM 和安全房间)中完成,确保私钥永不泄露。
    • ST 保证所有 ST25 标签的 UID 全球唯一性,可有效识别克隆标签(通过检测重复 UID)。
  3. 信任链的密码学基础 依赖数字签名的三大特性:
    • 完整性 :确保 UID 未被篡改;
    • 真实性 :通过验证签名确认 UID 来自 ST;
    • 不可否认性 :ST 无法否认其签发的签名。

2.2 TruST25 的说明方法

TruST25 的应用核心是建立从硅制造商到终端用户的 “信任链”,其说明方法体现在具体实现流程、应用场景及验证方式中:

  1. 供应链信任链的建立流程 通过 “级联信任” 机制,让供应链各环节(硅制造商、封装厂、系统集成商、终端组装商等)均可验证上游产品的合法性,具体步骤如下:
    • 接收方验证 :收到产品后,读取标签的 UID 和数字签名,通过公钥验证签名是否有效(确认来自 ST);
    • 数据库查询 :将 UID 与上游供应商的数据库比对,确认产品是否由该供应商合法提供(若签名有效但 UID 不在数据库中,可能为伪造);
    • 信息同步 :处理产品后,将其 UID 存入与下游共享的数据库,供下游用户继续验证,形成信任传递。
  2. 核心应用场景
    • 防伪溯源 :通过验证标签签名和 UID,可在供应链各环节检测伪造标签(如使用非 ST 的 UID、签名无效或重复 UID 等情况);
    • 全链路信任 :从硅制造到终端用户,每个环节均可通过签名验证确保产品合法性,减少灰色市场和伪造风险;
    • 消费者互动 :终端用户可通过 NFC 手机读取标签,验证产品 origin(如通过签名确认正品),同时为品牌提供用户反馈渠道。
  3. 验证方式
    • 验证无需专用安全环境,通过通用 RFID 阅读器或 NFC-enabled 设备(如手机)即可完成;
    • 验证逻辑基于密码学库(如 Android 的java.security、Apple 的 Security Framework 等),输入 UID、签名、公钥和算法(如 ECDSA),输出 “有效 / 无效” 结果。

2.3 TruST25 通过将 UID 与加密签名绑定、依托 HSM 保障私钥安全、建立级联信任链,有效解决了 RFID/NFC 标签在供应链中的伪造问题,为全链路提供可验证的真实性保障。

3 有关的数学原理

3.1 首先需要确认出厂时每个ST25标签具有独特的编码UID

3.2 使用数字签名创建信任链的流程如下:

  1. 从供应商处接收产品
  2. 读取产品中的 UID(唯一标识符)和签名
  3. 签名是否正常?
    • 否→质量检测失败
    • 是→进入下一步
  4. UID 是否已接收过?
    • 是→质量检测失败
    • 否→进入下一步
  5. 从供应商 UID 数据库查询该 UID
  6. 状态:UID 是否来自供应商?
    • 否→质量检测失败
    • 是→进入下一步
  7. 处理产品
  8. 存储 UID 到 UID 数据库
  9. 向客户交付产品
  10. UID 数据库向客户提供数据库查询接口

主要流程为:先接收供应商产品并读取 UID 与签名,验证签名,若异常则质量检测失败;若正常,检查 UID 是否已接收过,已接收也质量检测失败;未接收过则从供应商数据库查询 UID,验证是否来自供应商,不是则质量检测失败;是则处理产品,之后存储 UID,交付产品给客户,同时 UID 数据库向客户开放查询接口 ,以此通过数字签名和 UID 验证,在产品流转中建立信任 cascade(传递、级联 ),保障产品质量及可追溯性。

3.3 数字签名的作用,这个是用CA签发,并可以得到验证的一组数据。TruST25就是可以完成这个数字签名签发的机制。

3.4 数字签名的基础是加密算法,需要能够生产keystone,生成非对称密码加密和解密。首先,数据首先需要Hash一下成为规定长度的数据组,然后选择用ECDSA这样的抛物线加密算法加密。私钥保留,分发公钥

3.5 如下图,就是采用这样的机制,实现的数字签名和验证方法。

Capture.JPG

4 小结

基于上述数学原理和操作流程,可以实现st25标签的多种跟踪和应用方案。

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