車載自組網(wǎng)中隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、車載自組網(wǎng)(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)是一種通過(guò)車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施、車輛之間相互通信而形成的移動(dòng)自組網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)可以向駕駛員傳遞輔助的駕駛信息、互聯(lián)網(wǎng)接入以及相應(yīng)的娛樂(lè)信息等服務(wù)。但是，VANET在提高交通效率、改善乘車環(huán)境的同時(shí)，也帶來(lái)了許多的隱私威脅。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)本身的開(kāi)放性和脆弱性，VANET很容易遭受攻擊和破壞，比如在信息安全中常見(jiàn)的竊聽(tīng)、偽造、篡改、重放攻擊、女巫攻擊和Dos攻擊等。因此車載網(wǎng)

2、必須滿足消息的可認(rèn)證性、完整性以及不可否認(rèn)性等安全需求，同時(shí)，還需要保護(hù)用戶的身份隱私和行駛軌跡隱私，即所謂的匿名認(rèn)證。并且在出現(xiàn)有爭(zhēng)議的消息時(shí)，能夠追蹤到車輛的真實(shí)身份，給予相應(yīng)的懲罰，所以在匿名認(rèn)證的基礎(chǔ)上又需要實(shí)現(xiàn)有條件的匿名認(rèn)證。
　　以上安全需求表明，VANET需要實(shí)現(xiàn)一種有條件的匿名消息認(rèn)證的安全協(xié)議。但是一般的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議并不適用于車載網(wǎng)。與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相比，VANET具有多節(jié)點(diǎn)、高移動(dòng)速度、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易變、

3、無(wú)線信號(hào)不穩(wěn)定、強(qiáng)大的計(jì)算能力和巨大的存儲(chǔ)空間等特性。所以必須為車載網(wǎng)設(shè)計(jì)專門的安全協(xié)議(如認(rèn)證速度快、傳輸開(kāi)銷小等)，來(lái)保障車載網(wǎng)的正常運(yùn)行。
　　本文在車載網(wǎng)的隱私保護(hù)方面進(jìn)行了初步的研究和探索，針對(duì)分布式情況下不可否認(rèn)的匿名認(rèn)證，抵制合謀攻擊的批量匿名認(rèn)證，面向?qū)Ш椒?wù)和數(shù)據(jù)下載時(shí)身份、位置隱私保護(hù)三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究，主要研究工作如下：
　　1)提出了車載網(wǎng)中一種基于可審隱私的分布式認(rèn)證方案，該方案使用雙哈希鏈構(gòu)建假名，

4、用戶通過(guò)一個(gè)授權(quán)可以更新多個(gè)簽名私鑰，減輕了權(quán)威機(jī)構(gòu)(Trust Authority,TA)和路邊單元(Roadside Unit,RSU)的負(fù)擔(dān)；在出現(xiàn)有爭(zhēng)議消息時(shí)，TA可以根據(jù)車輛上傳的對(duì)該消息的再次簽名來(lái)區(qū)分該簽名是否是由RSU偽造，解決了分布式環(huán)境下的不可否認(rèn)性問(wèn)題。性能評(píng)估表明，私鑰分發(fā)、簽名以及驗(yàn)證的計(jì)算開(kāi)銷和傳輸開(kāi)銷均優(yōu)于已有的研究成果。
　　2)提出了車載網(wǎng)中可抵制合謀攻擊的批量認(rèn)證方案，該方案運(yùn)用了聚合簽名的方法

5、，實(shí)現(xiàn)了簽名的批量認(rèn)證；使用基于假名驗(yàn)證的私鑰進(jìn)行簽名，能夠有效地防止RSU與車輛合謀，偽造簽名消息。性能分析結(jié)果表明，與b-SPECS+相比，該方案不僅具有 b-SPECS+的特點(diǎn)，同時(shí)在認(rèn)證時(shí)延方面，該方案認(rèn)證的消息越多，相對(duì)于其他方案耗時(shí)越短。
　　3)提出了車載網(wǎng)中基于RSU的安全和隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)。該方案通過(guò)RSU搜集有用的路況信息，然后根據(jù)車輛的匿名導(dǎo)航證書生成導(dǎo)航路徑。在車輛的行駛過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)航服務(wù)號(hào)獲取服