隨著無(wú)線通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,萬(wàn)物互聯(lián)成為一種必然趨勢(shì),人類正逐步進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)(Inernet of Things,IoT)時(shí)代。IoT的出現(xiàn)改變了人們的生活方式,催生了一系列新興產(chǎn)業(yè),如智能交通、智能家居、移動(dòng)醫(yī)療等。車聯(lián)網(wǎng)(Internet of Vehicles,IoV)是IoT在智能交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用,不僅可以大大減少交通事故發(fā)生的概率,而且能夠提升交通效率和用戶駕乘體驗(yàn),因此受到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。在IoV中,車輛可以在收集自身傳感器信息的同時(shí),與其他車輛、路邊基礎(chǔ)設(shè)施或個(gè)人移動(dòng)智能設(shè)備進(jìn)行通信,交換相關(guān)交通信息,并將信息上傳到云服務(wù)器中。云服務(wù)器通過(guò)深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析,為用戶制定合理的出行方案,營(yíng)造舒適的駕乘環(huán)境。然而,車輛上傳的交通數(shù)據(jù)通常包含用戶的隱私信息如車輛位置、用戶身份等,而開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及通信類型的多樣化使得交通數(shù)據(jù)容易遭受各種類型的攻擊,用戶的隱私信息面臨著隨時(shí)被泄露的風(fēng)險(xiǎn)。此外,交通大數(shù)據(jù)往往蘊(yùn)含著潛在的商業(yè)價(jià)值,第三方機(jī)構(gòu)希望可以通過(guò)各種途徑得到這些數(shù)據(jù)并從中獲取有用信息。但是,由于交通數(shù)據(jù)的私有性,用戶希望這些數(shù)據(jù)通過(guò)授權(quán)只能被信任的結(jié)構(gòu)或個(gè)人獲得并使用。因此,設(shè)計(jì)一種安全高效的、能夠保護(hù)用戶隱私的交通數(shù)據(jù)共享協(xié)議是十分必要的。首先,本論文以IoV為研究背景,提出了一種基于PKI與CLC的雙向異構(gòu)簽密方案。該方案不僅可以實(shí)現(xiàn)CLC-PKI聚合簽密功能和PKI-CLC多接收者簽密功能,而且在安全性上滿足了消息的機(jī)密性和不可偽造性。通過(guò)與現(xiàn)有方案的性能對(duì)比,證明了所提方案的高效性。其次,基于上面提出的CLC-PKI異構(gòu)聚合簽密方案,本論文設(shè)計(jì)了一種適用于IoV環(huán)境的異構(gòu)安全通信協(xié)議—HSCP,并對(duì)協(xié)議進(jìn)行了安全性分析與性能仿真。通過(guò)形式化的安全性分析,表明HSCP不但滿足消息的機(jī)密性、認(rèn)證性和不可否認(rèn)性,而且實(shí)現(xiàn)了車輛的匿名性與可追蹤性。同時(shí),該協(xié)議還能有效地抵抗重放攻擊。在執(zhí)行效率方面,與其他已有的聚合簽密方案相比,HSCP計(jì)算開銷更小,效率更高,更適合于IoV場(chǎng)景。最后,針對(duì)交通數(shù)據(jù)共享過(guò)程中存在的安全和隱私問(wèn)題,本論文提出了一種基于云計(jì)算與區(qū)塊鏈的交通數(shù)據(jù)共享協(xié)議。本協(xié)議采用密鑰封裝機(jī)制與數(shù)據(jù)封裝機(jī)制的組合方式對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,實(shí)現(xiàn)了交通數(shù)據(jù)在云中的安全存儲(chǔ)。同時(shí),協(xié)議將數(shù)據(jù)描述信息以及訪問(wèn)控制列表存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈中,通過(guò)智能合約實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全共享。此外,在該協(xié)議中,車輛采用假名信息與其余實(shí)體進(jìn)行通信,保護(hù)了用戶的身份隱私。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP309;U495

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