面向VANETs基于群签名的匿名认证协议研究与实现

发布时间：2020-05-07 23:29

【摘要】：随着通信技术的不断发展,以及智能交通系统的逐渐完善,车载自组织网络(Vehicular ad hoc networks,VANETs)的部署已经成为可能。VANETs的部署可以改善驾驶环境和提升道路安全。与此同时,也带来了大量的安全性问题。在开放式网络环境中,用户通常希望其个人信息不被泄露,因此个人隐私保护是目前VANETs下面临的最大隐私安全挑战之一。为了保护用户的个人隐私,本文主要对VANETs匿名认证协议展开研究。首先,给出面向VANETs高效安全匿名认证方案的国内外研究现状,并分析了现有方案在安全性与撤销性能两方面存在的不足。在安全性方面,未充分考虑撤销用户所带来的安全性问题,包括前向安全性和后向安全性;在撤销性能方面,为了防止被撤销的用户生成非法匿名认证信息,验证者必须经常从一个或多个可信机构下载最新的撤销列表,这极大地增加了可信机构和验证者的工作量。其次,针对VANETs系统中存在的攻击威胁,给出设计目标。依据设计目标,利用BBS+签名和完全子树的方法提出了一种新型的匿名身份验证方案。方案中构建了一个双重撤销机制,实现了成员的撤销和前向/后向安全性,并提供了无需在线下载撤销列表的验证方法。本文提出的协议将VANETs整个区域划分为几个独立区域(群),每个区域(群)由相应的RSU管理,使得可信第三方摆脱为所有OBU生成群证书的繁重工作。方案允许RSU从可信第三方获取撤销列表,OBU可在不下载撤销列表的情况下验证签名的合法性。然后,对本文方案与现有方案在安全性和计算开销两方面进行对比。在安全性方面,本文方案具有前向/后向安全性、不可伪造性、匿名性、可追踪性、不可诬陷性等安全属性,这些安全性是现有方案所不能完全满足的,并为方案各安全属性给出了相应的形式化证明;在计算开销方面,同现有基于群签名匿名认证方案的签名算法以及验证算法进行对比,虽然签名算法的效率低于其他方案,但是验证算法是高效的。最后,本文对方案的鲁棒性进行评估,提出利用VBN思想来确保方案的鲁棒性,通过硬件加速器解决计算开销对鲁棒性的影响,并对方案进行了系统仿真。
【图文】：

时序图,时序图,密钥,随机选择

2）每个RSU执行以下步骤：随机选择密钥。并计算( ) ( )，，是 RS3）每个OBU执行以下步骤：随机选择密钥。计算( ) ( )，作为 OBU注册阶段此阶段，TM 将为每个 RSU 和 OBU 颁发公钥的令牌，如下：1）为了证明密钥的知识，RSU通过使用献[55]中的零知识证明方案。之后，TM为RS 。并给出在注册阶段，TM与RSU之间交互的RSUTM

时序图,时序图,零知识证明

沈阳工业大学硕士学位2）OBU通过使用零知识证明协议与TM交互以NL框架中的完全子树方法，TM将向OBU 分以及连接叶节点到树根节点的路径过安全信道向OBU发送路径。在本文提出的，以从群管理员RSU请求未撤销的令牌。3）向OBU发出公钥证书后，TM将执行Revo 存储到相应的本地数据注册阶段，TM与OBU之间交互的时序图如图OBU TM
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP309;U495

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