面向车联网的匿名认证方案研究
发布时间：2021-10-09 08:56
随着智能交通系统的快速发展,车联网（Vehicle ad-hoc Networks,VANETs）的研究受到了越来越多的重视。在车联网中,车辆可以与其他车辆或者路边基础设施通过无线网络进行信息交换,从而提升了驾驶人员对驾驶环境的预测和感知能力,避免交通堵塞,同时保障驾驶者的安全,减少交通事故的发生。但是由于无线网络的开放性,使得车辆容易遭受各种恶意攻击,因此必须设计相应的安全机制保护车辆通信的安全性。认证是安全机制中确保通信安全至关重要的一种方法,然而车辆的高速移动性要求车联网中使用的认证方案必须满足高效性。因此如何设计安全且高效的认证方案是车联网安全研究中的重要问题。由于目前大多数认证方案在安全性和效率方面与实际需求仍然存在一定差距,因此本文的研究目标是对安全和效率进行权衡,提出更符合实际需求的车联网认证方案。本文主要研究工作如下:1.针对车联网下身份认证过程中的隐私泄露问题,提出了一种基于信任扩展认证机制的匿名认证方案。在现有的车联网认证方案中,大多数方案具有很强的安全设备假设。现有很多方案能够实现匿名认证,但忽略了消息之间存在的链接性。本文所提出的方案进一步弱化了车辆的安全设备假...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同认证协议的执行时间对比图
图 4.1 系统模型.2 方案具体构造在这一部分介绍所提出的一种带有可控链接的车联网匿名认证方案，本方系统初始化、RSU 与 OBU 注册、OBU 加入、消息签名、门限认证、消息链身份追踪七个部分组成。首先，CA 执行初始化阶段为为自己生成密钥对，以个系统的公共参数。在每个 RSU 和 OBU 加入网络之前，需要向 CA 注册，自己公私钥对并从CA处获得相应的公钥证书。RSU部署在道路上的关键点处有一定的无线电覆盖范围。当 OBU 进入一个新的 RSU 的通信范围时，它们与 RSU 执行 OBU 加入过程从 RSU 获得相应的群证书。然后，OBU 就可以执息签名过程来广播消息，同时也可以门限认证过程来验证接收到的消息和签了解决争端信息，CA 可以执行身份追踪过程揭露一个有效的签名消息的签名
4 ( 6)ex bpnT n T；Shao 等人[38]的方案的计算开销为4 ( 5)ex bpnT n T；Hwang 等人[52,53]的方案的批验证计算开销约为11ex bpnT nT；所提方案的计算开销约为4 ( 4 )m u l b pn T n T。如图 4.2 和图 4.3 所示，我们对每个方案在签名和验证阶段的总执行时间给出了详细的比较。例如，要验证 100 个签名，Shao 等人[34]的方案的执行时间约为858ms(= 4exnT + ( +6)bpn T = 4*0.483*100+(100 + 6)* 6.28)；Shao 等人[38]的方案的执行时间约为 852ms(= 4 +( +5)bpn T = 4*0.483*100 +(100 +5)*6.28)；Hwang 等人[52,53]的方案所需的的执行时间约是 1159ms(= 11 +bpnT =11*0.483*100+100*6.28)；本方案的执行时间约是 783ms(= = 4*0.326 *100 +(100+5)*6.28)。因此，根据以上分析可以知道，本方案与其他类似方案相比，在效率上具有一定优势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网认证机制和信任模型[J]. 刘宴兵,宋秀丽,肖永刚. 北京邮电大学学报. 2017(03)
[2]FAPP:一个基于浮动车的VANETs隐私保护协议[J]. 杨涛,王亚坤,葛云峰,林宇. 计算机科学. 2015(S1)
[3]车载自组织网中条件隐私保护认证方案[J]. 刘丹,石润华,仲红,张顺,崔杰,许艳. 计算机应用. 2015(05)
[4]面向车载网RSU不可接入环境的轻星级无证书密钥协商方案（英文）[J]. 宋军,贺春姣,张磊,唐善玉,张焕国. 中国通信. 2014(09)
[5]PS-PPF:一个基于代理签名簇的VANETs隐私保护框架[J]. 杨涛,万纯,胡建斌,陈钟. 计算机科学. 2012(11)
博士论文
[1]安全协议及其BAN逻辑分析研究[D]. 杨世平.贵州大学 2007
硕士论文
[1]车联网中匿名认证方案与安全协议的研究[D]. 温靖宇.安徽大学 2017
[2]车载自组织网络安全认证与隐私保护的研究和实现[D]. 张磊.安徽大学 2016
[3]VANET中可追踪的匿名认证方案[D]. 赵淑婧.湖南科技大学 2015
[4]车联网环境下的群密钥管理研究[D]. 李情情.浙江工商大学 2014
[5]车联网环境下信息认证技术研究[D]. 周俊.长安大学 2014
本文编号：3426043
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同认证协议的执行时间对比图
图 4.1 系统模型.2 方案具体构造在这一部分介绍所提出的一种带有可控链接的车联网匿名认证方案，本方系统初始化、RSU 与 OBU 注册、OBU 加入、消息签名、门限认证、消息链身份追踪七个部分组成。首先，CA 执行初始化阶段为为自己生成密钥对，以个系统的公共参数。在每个 RSU 和 OBU 加入网络之前，需要向 CA 注册，自己公私钥对并从CA处获得相应的公钥证书。RSU部署在道路上的关键点处有一定的无线电覆盖范围。当 OBU 进入一个新的 RSU 的通信范围时，它们与 RSU 执行 OBU 加入过程从 RSU 获得相应的群证书。然后，OBU 就可以执息签名过程来广播消息，同时也可以门限认证过程来验证接收到的消息和签了解决争端信息，CA 可以执行身份追踪过程揭露一个有效的签名消息的签名
4 ( 6)ex bpnT n T；Shao 等人[38]的方案的计算开销为4 ( 5)ex bpnT n T；Hwang 等人[52,53]的方案的批验证计算开销约为11ex bpnT nT；所提方案的计算开销约为4 ( 4 )m u l b pn T n T。如图 4.2 和图 4.3 所示，我们对每个方案在签名和验证阶段的总执行时间给出了详细的比较。例如，要验证 100 个签名，Shao 等人[34]的方案的执行时间约为858ms(= 4exnT + ( +6)bpn T = 4*0.483*100+(100 + 6)* 6.28)；Shao 等人[38]的方案的执行时间约为 852ms(= 4 +( +5)bpn T = 4*0.483*100 +(100 +5)*6.28)；Hwang 等人[52,53]的方案所需的的执行时间约是 1159ms(= 11 +bpnT =11*0.483*100+100*6.28)；本方案的执行时间约是 783ms(= = 4*0.326 *100 +(100+5)*6.28)。因此，根据以上分析可以知道，本方案与其他类似方案相比，在效率上具有一定优势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网认证机制和信任模型[J]. 刘宴兵,宋秀丽,肖永刚. 北京邮电大学学报. 2017(03)
[2]FAPP:一个基于浮动车的VANETs隐私保护协议[J]. 杨涛,王亚坤,葛云峰,林宇. 计算机科学. 2015(S1)
[3]车载自组织网中条件隐私保护认证方案[J]. 刘丹,石润华,仲红,张顺,崔杰,许艳. 计算机应用. 2015(05)
[4]面向车载网RSU不可接入环境的轻星级无证书密钥协商方案（英文）[J]. 宋军,贺春姣,张磊,唐善玉,张焕国. 中国通信. 2014(09)
[5]PS-PPF:一个基于代理签名簇的VANETs隐私保护框架[J]. 杨涛,万纯,胡建斌,陈钟. 计算机科学. 2012(11)
博士论文
[1]安全协议及其BAN逻辑分析研究[D]. 杨世平.贵州大学 2007
硕士论文
[1]车联网中匿名认证方案与安全协议的研究[D]. 温靖宇.安徽大学 2017
[2]车载自组织网络安全认证与隐私保护的研究和实现[D]. 张磊.安徽大学 2016
[3]VANET中可追踪的匿名认证方案[D]. 赵淑婧.湖南科技大学 2015
[4]车联网环境下的群密钥管理研究[D]. 李情情.浙江工商大学 2014
[5]车联网环境下信息认证技术研究[D]. 周俊.长安大学 2014
本文编号：3426043
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