车联网中可快速撤销的条件隐私保护认证方案研究
发布时间：2020-09-10 21:27
随着时代的发展和科技的进步,汽车极大的方便了居民的生活,汽车保有量也在稳步增加,但汽车导致的交通事故问题也逐步进入公共视野,汽车安全问题也随之成为众多学者研究的热点。作为智能交通系统重要基础之一的车载自组织网络概念也就应运而生,车载自组织网络是在物联网基础上,专门为道路上不同实体之间的通信而设计的网络,不仅提高交通效率,还为司机的通行带来可靠安全和多重便利。车联网的设计目标是建立一个车辆间通信的平台,车辆所发送的交通信息将不可避免的包含自身的隐私信息,比如车辆的身份,车辆的位置等等,因此应采取相关的密码学操作以达到保护隐私的目的。此外,车联网中传输的交通信息应该被有效监管,否则当车联网内出现恶意消息时,若不能快速有效的追踪到发送该消息的车辆,那么车联网将失去其应有的安全性。因此车联网的系统安全必须进行整体考虑,在保证车联网功能的同时,提高系统的健壮性与可靠性,本文将主要研究车联网中的条件性隐私保护方案,并在此基础上设计出适应于车载自组织网络环境需求的解决方案。本文工作及贡献如下:1)提出基于注册列表的高效的条件性隐私保护方案,该方案适用于车载自组织网络中的车辆与基础设施之间的安全通信,用注册列表实现了传统方案中撤销列表的作用,大幅度减少了检索列表所占用的时间,有效的提高了车联网中的安全性。此外采用计算开销较低的哈希操作而不是其他运算较复杂的密码学操作,且通过减少车辆所需发送消息的报文长度,有效的改善了车联网中的通信性能,提高了车联网的通信效率。该方案也提供修改密码的功能,即用户可以在认为自己车辆的启动密码不安全的情况下,随时随地更改自己的启动密码,提高了实际应用性。2)在第一个方案的基础上,提出一个基于撤销消息的高效的条件性隐私认证方案,采取路边单元协助车载计算单元进行消息认证的方式,在车辆撤销操作中,则采用路边单元发布撤销消息的方法,可以快速的取消恶意车辆生成假名和消息签名的资格,提高系统的可靠性。同时本方案在消息签名和消息验证阶段,沿用第一个方案中的计算思想即通过使用计算开销较低的哈希操作降低计算开销,同时保留了离线修改启动密码的功能。安全性评估表明本文提出的上述方案可以在满足基础安全性需求的基础上,实现有效的实现恶意车辆的快速撤销,即可以阻止恶意车辆持续不断的车联网造成破坏。性能分析表明上述方案比当前大多数的方案有着更优的时间性能和较低的计算开销,因此在车联网的实际部署中有着更高的实际价值。最后,对车联网中的可快速撤销的条件性隐私保护方案进行了分析总结,并给出了下一步研究方向。
【学位单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP309;U495
【部分图文】：
最优情况是只进行１次哈希函数的操作，最差情况则是进行１０００哈希函数的操逡逑作。而为了保证公平性和合理性，本文比较的次数为平均情况，即５００次。比较逡逑结果如表３．６和图３．２所７Ｋ：逡逑Ｉ逡逑由图３．２可知，该方案消息验证的时间明显优于Ｓｈｉｍ等人的方案［２２］和Ｚｈａｎｇ逡逑等人的方案［２３］，略低于Ｈｅ等人的方案［２６］和Ｚｈｏｎｇ等人的方案［２８］。逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑３０逡逑
０逦５逦１０逦１５逦２０逦２５逦３０逦３５逦４０逦４５逦５０逡逑消息数e ：逡逑图３．邋１发送交通状态信息的执行时间的比较逡逑Ｆｉｇ．邋３．邋１邋Ｔｈｅ邋ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ邋ｔｉｍｅ逡逑本文的消息验证过程是由存储和计算能力均比较强大的ＲＳＵ进行，然后逡逑ＲＳＵ发布带有私钥签名的通知信息，０ＢＵ只需要对通知信息进行解密即可，操逡逑作时间可忽略不计。ＲＳＵ在接收到消息之后，通过检索列表，以找到满足签逡逑名方程的＜邋Ｈ邋／Ｄ，．，邋Ｘ，邋ｒ，双，＞从而实现消息验证的目的。逡逑由于ＲＳＵ是按时间周期定期删除列表４＃中一定时间之前的数据，因此为逡逑了防止部分车辆车速较慢或其他原因，而产生误删的情况，列表中的数据条目通逡逑常大于其范围内目前的车辆总数。逡逑假设ＲＳＵ覆盖范围内的车辆约为５００辆，Ｚａｉ＾中保存的条目是１０００条，故逡逑最优情况是只进行１次哈希函数的操作
若行驶中的车辆发送交通信息，则ＯＢＵ计算Ｃｚ／Ｔ＾ｒｉｌｗＩｌＰ／ＤＪＩＸ），并向逡逑周围车辆和１＾１］广播消息｛７１７？｜丨／）／￡）、，｜｜义｜丨（７｝，其中７＾为当前的时间戳，，《为逡逑交通信息，＾为消息签名。过程如图４．１所示。逡逑＿逦｜向其他ＲＳＵ和ＯＢＵｓ广播逡逑￣逦＾邋ａ＾ｈ．ｉＵｍＷＰＩＤＪｌＸ）逡逑１．帛户输入／Ａ．，尸％，逦２．邋Ｋ＾ＺｙＱｈ，＾］．）逦３．若r徒煌ㄤ赶ⅲ唬睿义希希拢占靏涫欠裾罚窝≡袼婊海颍澹冢藉呜呒扑阆⑶┟义先粽罚吭蚱舳希拢眨危劐澹藉澹澹校澹兀ィ剑校掊危幔蓿瑁椋裕祝恚祝校剩蓿祝兀义希校模蝈澹藉澹冢蓿浚椋玻ǎ郑╁义贤迹矗鄙杉倜拖⑶┟义希疲椋纾澹矗澹卞澹粒睿铮睿恚铮酰箦澹椋洌澹睿簦椋簦澹纾澹睿澹颍幔簦椋铮铄澹幔睿溴澹恚澹螅螅幔纾邋澹螅椋纾睿椋睿纾义希矗玻诚⒀橹ゅ义希遥樱战邮粘盗痉⒉嫉南ⅲ罚苯胸В疦县刎煤螅紫燃觳槭奔浯粒蚴欠皴义嫌行А＜吹鼻暗氖奔渲导跞ソ邮盏降氖奔浯涟氖奔渲凳欠裥∮谑敝硬罴由鲜卞义霞溲映伲渲惺奔溲映傥郑粒危牛猿跏蓟鄙柚玫墓潭ㄖ怠Ｈ粜∮谠蛴行В裨颍义衔扌У氖奔浯痢５保蛭行У氖奔浯潦
本文编号：2816353
【学位单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP309;U495
【部分图文】：
最优情况是只进行１次哈希函数的操作，最差情况则是进行１０００哈希函数的操逡逑作。而为了保证公平性和合理性，本文比较的次数为平均情况，即５００次。比较逡逑结果如表３．６和图３．２所７Ｋ：逡逑Ｉ逡逑由图３．２可知，该方案消息验证的时间明显优于Ｓｈｉｍ等人的方案［２２］和Ｚｈａｎｇ逡逑等人的方案［２３］，略低于Ｈｅ等人的方案［２６］和Ｚｈｏｎｇ等人的方案［２８］。逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑３０逡逑
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若行驶中的车辆发送交通信息，则ＯＢＵ计算Ｃｚ／Ｔ＾ｒｉｌｗＩｌＰ／ＤＪＩＸ），并向逡逑周围车辆和１＾１］广播消息｛７１７？｜丨／）／￡）、，｜｜义｜丨（７｝，其中７＾为当前的时间戳，，《为逡逑交通信息，＾为消息签名。过程如图４．１所示。逡逑＿逦｜向其他ＲＳＵ和ＯＢＵｓ广播逡逑￣逦＾邋ａ＾ｈ．ｉＵｍＷＰＩＤＪｌＸ）逡逑１．帛户输入／Ａ．，尸％，逦２．邋Ｋ＾ＺｙＱｈ，＾］．）逦３．若r徒煌ㄤ赶ⅲ唬睿义希希拢占靏涫欠裾罚窝≡袼婊海颍澹冢藉呜呒扑阆⑶┟义先粽罚吭蚱舳希拢眨危劐澹藉澹澹校澹兀ィ剑校掊危幔蓿瑁椋裕祝恚祝校剩蓿祝兀义希校模蝈澹藉澹冢蓿浚椋玻ǎ郑╁义贤迹矗鄙杉倜拖⑶┟义希疲椋纾澹矗澹卞澹粒睿铮睿恚铮酰箦澹椋洌澹睿簦椋簦澹纾澹睿澹颍幔簦椋铮铄澹幔睿溴澹恚澹螅螅幔纾邋澹螅椋纾睿椋睿纾义希矗玻诚⒀橹ゅ义希遥樱战邮粘盗痉⒉嫉南ⅲ罚苯胸В疦县刎煤螅紫燃觳槭奔浯粒蚴欠皴义嫌行А＜吹鼻暗氖奔渲导跞ソ邮盏降氖奔浯涟氖奔渲凳欠裥∮谑敝硬罴由鲜卞义霞溲映伲渲惺奔溲映傥郑粒危牛猿跏蓟鄙柚玫墓潭ㄖ怠Ｈ粜∮谠蛴行В裨颍义衔扌У氖奔浯痢５保蛭行У氖奔浯潦
本文编号：2816353
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