基于车载云的安全认证和隐私保护机制研究

发布时间：2020-04-09 18:17

【摘要】：在车载云(Vehicular Cloud Computing,VCC)中,智能车辆可被视为服务提供者来相互协作执行各种任务,如自动驾驶、交通管理和信息分发等。从本质上说,车载云协调车辆的计算、存储、通信和感知等资源,以平衡服务需求和硬件限制之间的矛盾,极大提高了人们的驾驶体验和行车安全。同时车载云也面临着严峻的安全问题,比如攻击者伪装成合法用户,然后通过非法手段收集信息从而造成的信息泄露;攻击者追踪到车辆用户的真实身份,侵犯其隐私信息以达到其非法目的等。因此,车载云的部署和实施必须满足消息的可认证性、无关联性和用户身份的匿名性、可追溯性等安全需求,此外由于车辆的移动性也导致了认证管理上的困难。目前,关于车联网和云计算中的安全认证和隐私保护问题已经有了一定的研究成果,在此基础上本文结合车载云的特点,设计了基于车载云的较为完善的安全认证和隐私保护机制。本文首先分析了车载云的定义、架构分类、具体应用和面临的安全隐私问题等,明确了研究意义和研究方向。其次,分析了目前应用在车联网上的安全认证和隐私保护机制,适应于车载云的安全需求,重点分析了基于群签名的安全机制。再次,构建了由车辆之间相互协作而形成的车载云架构并分析了其安全需求,结合车载云组建和持续时间较短,对认证时延的要求较高的特点,本文结合基于身份的签密方案和短群签名方案设计了一种可以实现隐私保护的安全认证机制,并对其进行了性能评估和安全性分析。最后,本文使用SUMO和NS-3对所设计的机制进行仿真,分析端对端时延、吞吐量、包传输率和公密钥生成时间等网络性能参数。仿真结果表明本文提出的安全机制满足所提车载云架构的匿名性、源身份验证、消息完整性验证、可追溯性、低通信开销和低延迟等安全需求并提高了车载云的端对端时延、吞吐量等网络性能。
【图文】：

示意图,示意图

图１－１车载云示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆＶＣＣ逡逑

应用场,基础设施

相关技术概述逡逑息。逡逑基础设施域包含负责认证、注册、ＩＤ管理等实体。基础设施域还包括图２－２逡逑中未表现出各种应用程序的服务提供者，如流量管理、流量分析和基于位置的服逡逑务（Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋Ｂａｓｅｄ邋Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ＬＢＳ）。路边单位被部署在道路两旁，作为车辆节点逡逑进入基础设施域的接入点。考虑到成本，ＲＳＵ在车联网中可能部署的数量很少，逡逑通常部署在道路路口或重要的市中心地区。车辆－路边单元通信也是基于ＤＳＲＣ和逡逑ＷＡＶＥ的。ＲＳＵ与基础设施域以及基础设施域之间的通信可能采用现有的成熟通逡逑信技术，如邋ＷｉＭａｘ、３Ｇ、４Ｇ、ＡＴＭ邋等。逡逑0逦，逡逑ｎ邋ｎ邋ｒ＾ｉ邋ｏ多终端访问逡逑＾邋ｙ邋ｌ？：邋Ｉ逡逑用户逦ｉ逦逡逑介介逡逑Ｖ７逦逦Ｊ逡逑信息中间件逦实时分析监控逦虚拟认证服务逡逑ＤＢ逦虚拟网关逦其他应用逡逑！逦７＼逦７＼逦！逡逑实例七逡逑Ａ邋Ｉ逦１逦１逦逦邋逦逦逦逦逡逑＾邋Ｉ邋Ｐ逦请，定》业务模板逦导入〉统一资源调度〈逦〉功能组件逡逑ｎ管理员逦｜逦入逡逑ｆｔ逦’逡逑４ＧＬＴＥ逦＼逡逑Ｖ，逦因特网逦３ＧＬＴＥ邋＼逡逑＼逦ＷＩＦＩ逦＼逡逑ｕ逦逦
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6;TP309

【参考文献】