射频识别(Radio Frequency Identification RFID)是使用无线射频信号在开放系统环境中识别目标对象并获取相关数据的技术的总称。作为一种全新非接触自动识别技术，RFID已被广泛应用到企业供应链管理，身份识别，数字图书馆管理，公共交通和军事反恐等领域。RFID技术是本世纪十大重要技术之一，如今已成为物联网环境的重要组成部分。无线传输、信号广播和资源受限等特点使RFID技术存在安全和用户隐私问题。由于形形色色的黑客的出现使RFID系统受到日益严重的威胁，RFID安全协议的设计对于信息安全和保护用户隐私显得尤为重要。目前，国内外学者对RFID安全认证协议的设计进行了诸多研究。本文按照不同的安全需求，介绍了重量级认证协议、简单认证协议、轻量认证协议和超轻量认证协议并指出每类协议存在的问题。最后介绍了EPC Class1Gen2标准，指出设计轻量认证协议具有重要的现实意义。本文针对现有RFID轻量认证协议存在的安全和隐私问题，以合理平衡安全、隐私保护和成本为原则，利用CRC校验、矩阵运算以及简单逻辑运算设计了一个基于广义逆矩阵的RFID标签和后端服务器之间的双向安全认证协议GIMAP，解决了重放、窃听、拒绝服务和追踪等安全隐私问题。其次详细描述了协议中利用广义逆矩阵进行加、解密的过程，并利用数值实验表明了协议的可行性。再次从安全性和隐私保护、性能分析、协议特点三个方面对GIMAP协议进行总结并利用模态逻辑中的GNY逻辑对GIMAP协议进行了形式化分析。最后将GIMAP协议应用于RFID防伪系统中，对商品流通中的各个环节进行监控。针对生产厂家环节、供应链中间环节和消费者环节的实际应用特点对GIMAP协议做出相应的调整，使RFID防伪查询认证过程能够尽可能安全、可靠和高效。GIMAP协议在RFID防伪系统中的应用也为低成本RFID防伪系统的实施提供了解决方案。