【摘要】：車聯(lián)網(wǎng)VANETs(Vehicular ad hoc networks)在為車輛提供基于位置的服務(wù)、實(shí)現(xiàn)協(xié)同通信和緩解交通壓力的同時(shí),由于其通信特征是需要持續(xù)不斷地泄露車輛用戶的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,因此車輛用戶的位置隱私可能遭受敵手的攻擊。本文在總結(jié)前人關(guān)于Mix-Zones方案的研究基礎(chǔ)上,從VANETs的整體部署分析,發(fā)現(xiàn)VANETs中車輛單元的身份和位置隱私面臨著兩種攻擊:來自VANETs外部的非法成員的攻擊和來自VANETs內(nèi)部的合法成員的攻擊。針對(duì)上述問題,本文通過對(duì)VANETs的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和車輛之間的通信特征進(jìn)行分析,以VANETs中的安全通信為研究對(duì)象,采用知識(shí)簽名和群簽名技術(shù)設(shè)計(jì)了兩個(gè)基于車輛身份的認(rèn)證協(xié)議,用于抵抗以上兩種類型的攻擊。對(duì)保障車輛用戶的隱私安全問題進(jìn)行了從理論分析到仿真實(shí)現(xiàn)的深入研究。該研究可為后續(xù)VANETs中車輛用戶的位置隱私保護(hù)提供理論支持和參考。主要工作如下:VANETs的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化很快且分布繁雜,車輛單元容易受到來自VANETs外部的敵手跟蹤攻擊。對(duì)此,本文采用雙離散對(duì)數(shù)的知識(shí)簽名技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于車輛身份認(rèn)證的入網(wǎng)協(xié)議。在車輛進(jìn)入VANETs之前要向路旁輔助單元發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求并證明它知道系統(tǒng)密鑰。只有通過身份認(rèn)證的車輛,才能實(shí)現(xiàn)與VANETs的接入服務(wù)。故可抵抗外部敵手對(duì)VANETs內(nèi)部細(xì)節(jié)的窺測(cè)和攻擊。仿真結(jié)果證明本文在保護(hù)車輛位置隱私的同時(shí),在入網(wǎng)認(rèn)證速度上也同比其他方案較快。由于行駛在VANETs中的車輛用戶需要持續(xù)泄露其位置信息,故容易遭受來自VANETs內(nèi)部的敵手攻擊。對(duì)此,本文采用了群簽名理論設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)于車輛身份的認(rèn)證協(xié)議。在初始化階段,由系統(tǒng)產(chǎn)生群公/私鑰對(duì)和系統(tǒng)參數(shù),并利用路旁輔助設(shè)施將群公鑰和共享系統(tǒng)參數(shù)分發(fā)給車輛用戶,群私鑰由VANETs系統(tǒng)中的群主預(yù)留;任何一個(gè)合法群成員都能利用其分配到的群公鑰配合系統(tǒng)參數(shù)代表所有成員簽名并完成匿名通信;在產(chǎn)生糾紛時(shí),由VANETs的管理機(jī)構(gòu)將相關(guān)車輛單元的簽名打開即可追究責(zé)任。該協(xié)議采用了輕量級(jí)的群簽名技術(shù),具有群公鑰和簽名長(zhǎng)短都與群中成員的數(shù)目多少無關(guān)的特點(diǎn)。仿真結(jié)果證明本協(xié)議能夠降低車輛在身份認(rèn)證過程中的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)和計(jì)算開銷。
【圖文】：

圖 1-1 車聯(lián)網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)Figure 1-1 Basic structure of VANETs.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)VANETs中的LBS服務(wù)是一把雙刃劍，因?yàn)樗跒檐囕v用戶提供協(xié)同駕駛提高道路交通安全的同時(shí)，也需要車輛成員持續(xù)不斷地暴露其狀態(tài)信息供周邊車輛參考。因此有可能引發(fā)車輛位置信息的隱私保護(hù)問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此提了諸多技術(shù)方案。.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1998 年，，在VANETs位置隱私保護(hù)理論發(fā)展伊始， Samarati P 和 Sweeney L用 K -匿名技術(shù)打亂車輛的身份保護(hù)車主的位置隱私信息[4-5]。2003 年，eresford 提出了Mix-Zones的概念并將Mix-Zones 方案應(yīng)用于位置隱私保護(hù)[6-7]。

圖 1-2 車聯(lián)網(wǎng)中的 Mix-Zones 模型Figure 1-2 Mix-Zones model in VANETs 年，Raya 等人首次把別名驗(yàn)證機(jī)制[9]引入到VANETs的研究中。通過第三方可信機(jī)構(gòu)TAS為注冊(cè)車輛單元分發(fā)一批匿名證書。車中以一定的周期更換別名簽發(fā)報(bào)文，接收方通過驗(yàn)證匿名證書來檢性。由于報(bào)文的簽發(fā)車輛使用了不同的證書，攻擊者則無法判斷其息是否來自同一個(gè)發(fā)送車輛，因此保護(hù)了車主的位置隱私。該方案能夠提供良好的可驗(yàn)證性、防抵賴性、有效可用性，但它要每一條消息都要進(jìn)行數(shù)字簽名和認(rèn)證，增加了VANETs中的通信開儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。為了減少通信開銷， 同年 Raya 和 Freudiger 等采取了讓ix-Zones中變更別名的策略，強(qiáng)調(diào)車輛只有在不受敵手窺探的區(qū)域有效[10]，即對(duì)Mix-Zones空間進(jìn)行加密。于是未經(jīng)授權(quán)的第三方成到Mix-Zones內(nèi)部的細(xì)節(jié)。同時(shí)該方案還提出了 CMIXes 協(xié)議用于
【學(xué)位授予單位】：湖北民族學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U495

【參考文獻(xiàn)】

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2 王文駿;劉亞偉;;車聯(lián)網(wǎng)中基于證書的車輛身份認(rèn)證方案[J];無線通信技術(shù);2015年02期

3 黃志浩;;車聯(lián)網(wǎng)中Mix-zone的隱私保護(hù)機(jī)制研究[J];無線互聯(lián)科技;2015年06期

4 馬世典;江浩斌;韓牟;陳龍;;車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車載電控系統(tǒng)信息安全綜述[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

5 汪濤;李曦;;車聯(lián)網(wǎng)WAVE協(xié)議介紹[J];現(xiàn)代電信科技;2014年03期

6 李蕓;;車聯(lián)網(wǎng)前途大好 入市仍須謹(jǐn)慎[J];數(shù)字通信世界;2012年12期

7 張建明;趙玉娟;江浩斌;賈雪丹;王良民;;車輛自組網(wǎng)的位置隱私保護(hù)技術(shù)研究[J];通信學(xué)報(bào);2012年08期

8 馬慧然;吳月修;程相國(guó);;基于身份的短群簽名方案[J];青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年03期

9 金純;徐洪剛;魏星;羅志峰;何山;;基于IEEE 802.11p/1609標(biāo)準(zhǔn)的路車互聯(lián)網(wǎng)的初步實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2011年11期

10 呂子茹;;基于WAVE的車載通信系統(tǒng)介紹[J];現(xiàn)代電信科技;2010年08期

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2 張磊;車載自組織網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證與隱私保護(hù)的研究和實(shí)現(xiàn)[D];安徽大學(xué);2016年

3 林冬霞;基于車聯(lián)網(wǎng)的短時(shí)交通流預(yù)測(cè)算法研究[D];華南理工大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2648090