车联网安全与隐私保护技术的研究及其应用

发布时间：2017-05-16 08:07

  本文关键词：车联网安全与隐私保护技术的研究及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的快速发展,车辆通过V2V (Vehicle-to-Vehicle)和V2I (Vehicle-to-Infrastructure)的通信方式,提高了车辆的通信范围以及对周围环境的感知能力,从而形成了车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)。 VANET作为未来智能交通系统的重要组成部分,它不仅能增加驾驶人员的舒适性,提高行车的安全性和交通效率,而且还能最大限度减少安全事故的发生,因而引起了学术届和工业届的广泛关注。尽管VANET在未来的智能交通系统有着广泛的应用前景,但是由于其网络规模庞大,管理不易；无线网络本身具有开放性、脆弱性等特点；以及车辆移动轨迹可观测,导致VANET容易受到安全攻击和隐私破坏。因此,VANET要求设计出高效可靠的安全协议的同时,还需要提供有效的隐私保护方案。传统的安全隐私保护方案主要包括匿名保护(如Mix-zone, Silent Period)和群签保护。但是近年来,随着云计算与社交网络的迅猛发展给VANET注入新活力,云协助车载网络(Cloud-assisted Vehicular Network, CVN)和车载社交网络(Vehicular Social Network, VSN)等新场景迅速发展,传统的VANET安全隐私保护机制不再适用,安全与隐私问题显得尤为突出,甚至成为了VANET发展的瓶颈之一。本文针对VANET应用到新场景下的实际状况,在车载网络的隐私保护方面进行了初步的研究和探索,提出了自己的一些想法。主要工作包括以下几个方面：(1)设计车载社交网络中基于假名互换的隐私保护方案。通过分析传统的隐私保护方案应用到车载社交网络的不足,并观察车辆实际运行轨迹的社交规律,提出车辆利用相遇的机会进行假名交换,提高车辆隐私保护水平的方案。(2)建模基于假名互换隐私保护方案中路侧单元(Roadside Unit, RSU)的负载均衡问题,提出RSU优化部署的方案。针对隐私保护方案中新获取的假名需要RSU协助完成激活的问题,设计了负载均衡的算法,优化RSU的部署,并提高车辆的隐私保护水平。(3)分析云协助车载网络中车辆专属的虚拟机迁移攻击,并提出对应的抵御方案。在云协助车载网络的场景中,为了保证车载服务的不中断,车辆专属的虚拟机需要实时迁移。由于第三方服务提供者可能泄露虚拟机的迁移位置,从而导致车辆的位置隐私泄露。本文分析上述位置隐私泄露问题,并设计了对应的解决方案。
【关键词】：车载自组织网络 云计算 社交网络 安全与隐私保护
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TP391.44;TN915.08
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景和意义14-16
• 1.2 VANET安全与隐私保护研究现状16-20
• 1.2.1 安全通信16-17
• 1.2.2 匿名认证保护17-18
• 1.2.3 位置隐私保护18-20
• 1.3 课题的研究内容和主要贡献20-21
• 1.4 论文的结构和安排21
• 1.5 本章小结21-22
• 第二章 面向VANET安全与隐私保护的密码技术22-27
• 2.1 公钥密码体制22-25
• 2.2 双线性配对25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 基于假名互换的隐私保护方案27-55
• 3.1 引言27-28
• 3.2 相关工作28-30
• 3.3 系统模型30-32
• 3.3.1 网络模型30-31
• 3.3.2 攻击者模型31-32
• 3.4 基于假名交换的隐私保护方案：Mix-group32-36
• 3.4.1 实际车辆行驶轨迹的社交规律33-34
• 3.4.2 Mix-group概述34-36
• 3.5 Mix-group方案的实现步骤36-44
• 3.5.1 系统初始化和密钥生成37
• 3.5.2 群成员加入37-38
• 3.5.3 假名交换38-41
• 3.5.4 RSU验证签名协议41-43
• 3.5.5 群成员注销43
• 3.5.6 群成员撤销追责43-44
• 3.5.7 有限制的跟踪追溯44
• 3.5.8 小结与讨论44
• 3.6 安全分析44-46
• 3.7 最优熵的假名交换46-48
• 3.8 性能仿真48-54
• 3.8.1 车载社交网络的全局假名熵48-51
• 3.8.2 目标车辆的假名熵51-53
• 3.8.3 与现存方案的对比53-54
• 3.9 本章小结54-55
• 第四章 基于路侧单元优化部署的隐私保护方案55-67
• 4.1 引言55-56
• 4.2 系统模型56-57
• 4.2.1 网络模型56-57
• 4.2.2 攻击模型57
• 4.3 路侧单元RSU的最优部署方案57-63
• 4.3.1 RSU部署相关工作58
• 4.3.2 场景描述58-59
• 4.3.3 问题建模和解决方法59-63
• 4.4 性能仿真63-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 云协助车载网络虚拟机迁移的隐私保护方案67-79
• 5.1 引言67-68
• 5.2 云协助车载网络和在线虚拟机迁移过程介绍68-71
• 5.2.1 云协助车载网络68-70
• 5.2.2 虚拟机在线迁移过程70-71
• 5.3 虚拟机映射攻击和对策71-78
• 5.3.1 位置隐私泄露风险71
• 5.3.2 攻击者模型71-72
• 5.3.3 观察映射攻击和抵御方案72-75
• 5.3.4 关联映射攻击和抵御方案75-78
• 5.3 本章小结78-79
• 结论和展望79-81
• 参考文献81-88
• 攻读学位期间的科研成果88-91
• 致谢91-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王艳红;;基于椭圆曲线密码数字签名的研究与实现[J];信息通信;2011年03期

2 张建明;赵玉娟;江浩斌;贾雪丹;王良民;;车辆自组网的位置隐私保护技术研究[J];通信学报;2012年08期

  本文关键词：车联网安全与隐私保护技术的研究及其应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：370283