车联网中基于边缘计算的消息认证与安全协同下载协议研究
发布时间：2022-12-18 10:47
随着汽车工业的发展与经济水平的提高,汽车数量不断增多,一方面造成了交通拥堵严重、交通事故频发等问题,另一方面使得汽车进一步成为人们不可或缺的工具。因此,人们对汽车安全、驾驶舒适的需求越来越急迫,车联网（VANETs,vehicular ad hoc networks）应运而生,成为了政府、研究机构与车辆制造企业共同关注的研究热点。由于车联网采用的是无线类型的通信协议,如果没有合理的安全方案,恶意攻击者可以修改合法车辆的消息,甚至伪装成合法车辆的身份发送伪造信息,从而危害交通安全。车联网中的消息接收方在收到一个消息后,必须要检查该消息的完整性和可靠性,只有在确保其完整、可信的情况下才能进一步处理,因此有必要为车联网设计一种高效安全的消息认证方案。仅仅依靠车辆发送的道路安全相关信息还无法充分保证交通安全,还需要包括路边单元在内的基础设施向车辆广播相关信息,这就涉及到车联网中的数据下载问题。在某些场景中,车辆不希望自己的数据下载请求被第三方获取。从统计学角度考虑,车辆数据下载请求近似符合正态分布,即大部分请求针对的是一小部分数据,那么如果能够合理地利用这一事实,下载效率将会得到提升。因此有必...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 车载自组织网络概述
1.1.2 研究意义
1.2 本文主要工作
1.3 章节安排
1.4 本章小结
第2章 国内外研究现状
2.1 车联网消息认证协议的研究现状
2.2 车联网安全协同下载协议的研究现状
2.3 边缘计算相关研究
2.4 本章小结
第3章 车联网中基于边缘计算的消息认证方案
3.1 引言
3.2 系统模型和安全目标
3.2.1 系统模型
3.2.2 安全目标
3.3 背景知识简介
3.3.1 椭圆曲线密码学
3.3.2 Cuckoo过滤器
3.3.3 模糊逻辑控制系统
3.4 方案设计
3.4.1 系统初始化阶段
3.4.2 车辆假名及签名生成阶段
3.4.3 边缘计算车辆的选举阶段
3.4.4 消息批认证阶段
3.4.5 RSU检查边缘计算车辆的认证结果阶段
3.4.6 车辆认证消息阶段
3.5 安全性分析
3.5.1 消息的可认证性
3.5.2 车辆身份条件性隐私保护
3.5.3 抵抗重放攻击
3.5.4 不可链接性
3.6 性能分析
3.6.1 计算开销分析
3.6.2 通信开销分析
3.6.3 Cuckoo过滤器分析
3.7 本章小结
第4章 车联网中基于边缘计算的安全协同下载方案
4.1 引言
4.2 系统模型和安全目标
4.2.1 系统模型
4.2.2 安全目标
4.3 背景知识简介
4.3.1 TESLA协议
4.3.2 同态加密
4.4 方案设计
4.4.1 非加速阶段
4.4.2 加速阶段
4.5 安全分析
4.6 开销分析
4.6.1 计算开销分析
4.6.2 通信开销分析
4.7 网络分析
4.7.1 丢包率
4.7.2 传输时延
4.7.3 MAC层忙碌时间
4.8 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
图表目录
List of Figures and Tables
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术成果
攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网体系结构及感知层关键技术研究[J]. 王群,钱焕延. 电信科学. 2012(12)
[2]车联网:物联网在城市交通网络中的应用[J]. 刘小洋,伍民友. 计算机应用. 2012(04)
[3]Efficient Conditional Privacy-Preserving and Authentication Scheme for Secure Service Provision in VANET[J]. Hong Zhong,Jingyu Wen,Jie Cui,Shun Zhang. Tsinghua Science and Technology. 2016(06)
[4]面向车联网高效安全的消息认证方案[J]. 吴黎兵,谢永,张宇波. 通信学报. 2016(11)
[5]基于双线性对的车联网批量匿名认证方案研究[J]. 宋成,张明月,彭维平,贾宗璞,刘志中,闫玺玺. 通信学报. 2017(06)
[6]基于非线性对的车联网无证书批量匿名认证方案研究[J]. 宋成,张明月,彭维平,贾宗璞,刘志中,闫玺玺. 通信学报. 2017(11)
[7]基于车辆身份的车联网结构与安全[J]. 王良民,李婷婷,陈龙. 网络与信息安全学报. 2016(02)
本文编号：3721913
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 车载自组织网络概述
1.1.2 研究意义
1.2 本文主要工作
1.3 章节安排
1.4 本章小结
第2章 国内外研究现状
2.1 车联网消息认证协议的研究现状
2.2 车联网安全协同下载协议的研究现状
2.3 边缘计算相关研究
2.4 本章小结
第3章 车联网中基于边缘计算的消息认证方案
3.1 引言
3.2 系统模型和安全目标
3.2.1 系统模型
3.2.2 安全目标
3.3 背景知识简介
3.3.1 椭圆曲线密码学
3.3.2 Cuckoo过滤器
3.3.3 模糊逻辑控制系统
3.4 方案设计
3.4.1 系统初始化阶段
3.4.2 车辆假名及签名生成阶段
3.4.3 边缘计算车辆的选举阶段
3.4.4 消息批认证阶段
3.4.5 RSU检查边缘计算车辆的认证结果阶段
3.4.6 车辆认证消息阶段
3.5 安全性分析
3.5.1 消息的可认证性
3.5.2 车辆身份条件性隐私保护
3.5.3 抵抗重放攻击
3.5.4 不可链接性
3.6 性能分析
3.6.1 计算开销分析
3.6.2 通信开销分析
3.6.3 Cuckoo过滤器分析
3.7 本章小结
第4章 车联网中基于边缘计算的安全协同下载方案
4.1 引言
4.2 系统模型和安全目标
4.2.1 系统模型
4.2.2 安全目标
4.3 背景知识简介
4.3.1 TESLA协议
4.3.2 同态加密
4.4 方案设计
4.4.1 非加速阶段
4.4.2 加速阶段
4.5 安全分析
4.6 开销分析
4.6.1 计算开销分析
4.6.2 通信开销分析
4.7 网络分析
4.7.1 丢包率
4.7.2 传输时延
4.7.3 MAC层忙碌时间
4.8 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
图表目录
List of Figures and Tables
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术成果
攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网体系结构及感知层关键技术研究[J]. 王群,钱焕延. 电信科学. 2012(12)
[2]车联网:物联网在城市交通网络中的应用[J]. 刘小洋,伍民友. 计算机应用. 2012(04)
[3]Efficient Conditional Privacy-Preserving and Authentication Scheme for Secure Service Provision in VANET[J]. Hong Zhong,Jingyu Wen,Jie Cui,Shun Zhang. Tsinghua Science and Technology. 2016(06)
[4]面向车联网高效安全的消息认证方案[J]. 吴黎兵,谢永,张宇波. 通信学报. 2016(11)
[5]基于双线性对的车联网批量匿名认证方案研究[J]. 宋成,张明月,彭维平,贾宗璞,刘志中,闫玺玺. 通信学报. 2017(06)
[6]基于非线性对的车联网无证书批量匿名认证方案研究[J]. 宋成,张明月,彭维平,贾宗璞,刘志中,闫玺玺. 通信学报. 2017(11)
[7]基于车辆身份的车联网结构与安全[J]. 王良民,李婷婷,陈龙. 网络与信息安全学报. 2016(02)
本文编号：3721913
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