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针对现有基于二次剩余的无线射频识别(RFID)认证协议在安全和成本方面的漏洞与不足,设计了一种基于二次剩余的改进的RFID双向认证协议。改进的协议在基础二次剩余算法框架下,混入随机数加密,使消息在数据库认证识别时更为高效快速;引入超轻量级位替换运算和异或运算加密通信信息,降低系统计算成本;加入数据库端随机数查重校验机制,避免协议遭受去同步化和拒绝服务等攻击行为;最后,给出协议的GNY逻辑证明,表明改进协议的可行性。通过分析协议安全性和性能,表明改进协议具有较高安全性和较低成本。