本文關(guān)鍵詞：車載自組織網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,作為新一代智能交通系統(tǒng)技術(shù)的車路協(xié)同受到越來越多的關(guān)注。毋庸置疑,車載自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad Hoc Networks,VANET,簡稱車載網(wǎng))是未來車路協(xié)同技術(shù)的基礎(chǔ)。車載網(wǎng)可以為車與車之間、車與路邊設(shè)施之間創(chuàng)建一個通信平臺,為人們提供一個安全舒適的駕駛環(huán)境,它將為道路交通帶來革命性的變化。然而,由于無線網(wǎng)絡(luò)通信自身的脆弱性和開放性,車載網(wǎng)也容易受到攻擊,如通信消息的竊聽。因此,車載網(wǎng)的部署和實施必須滿足消息機(jī)密性等安全需求。同時由于車載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快等特點,當(dāng)前移動自組織網(wǎng)絡(luò)的安全通信協(xié)議不能適用于車載網(wǎng)。因此,為了車載網(wǎng)的安全運行,需要為其設(shè)計專門的安全通信方案。本文根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者的研究,針對車載網(wǎng)面臨的攻擊和安全性需求,提出一種輕量級可擴(kuò)展的安全通信方案。本文主要工作概括如下:(1)分析國內(nèi)外學(xué)者研究成果,在此基礎(chǔ)上提出一種輕量級可擴(kuò)展車載網(wǎng)安全通信方案。該方案將車載網(wǎng)通信分為節(jié)點身份認(rèn)證和節(jié)點通信。同時根據(jù)對稱和非對稱密碼算法的特點,將非對稱密碼算法用于節(jié)點身份認(rèn)證,以保證節(jié)點的合法性,將輕量級對稱密碼算法用于節(jié)點通信,同時采用群中通信的方式,實現(xiàn)通信的可擴(kuò)展性,旨在保證通信安全性的同時,提高通信的效率。(2)針對當(dāng)前認(rèn)證方案中需要可信中心參與以及認(rèn)證次數(shù)頻繁問題,本文提出一種無可信中心的匿名認(rèn)證協(xié)議,通過地理區(qū)域以及隨機(jī)認(rèn)證參數(shù)實現(xiàn)車輛與路邊單元的相互認(rèn)證,無需可信中心的參與,減少了認(rèn)證的開銷。同時,提出路邊單元以可否認(rèn)協(xié)商密鑰的方式構(gòu)建群,希望通過群密鑰傳遞,減少車輛認(rèn)證的步驟,以提高認(rèn)證效率。最后從可行性、安全性和認(rèn)證性能3個方面對該協(xié)議進(jìn)行分析,結(jié)果顯示該方案是可行的,能夠滿足車輛與路邊單元的認(rèn)證性等安全需求,同時具有較小的認(rèn)證時延。(3)針對當(dāng)前通信方案中節(jié)點通信不具有可擴(kuò)展性以及不同場景下的通信需求,本文提出一種群密鑰協(xié)商通信協(xié)議。該協(xié)議中,通過路邊單元廣播群內(nèi)節(jié)點的假名及隨機(jī)密鑰參數(shù),使群內(nèi)節(jié)點間可以直接進(jìn)行通信,無需密鑰協(xié)商,節(jié)點通信開銷不會隨著群內(nèi)節(jié)點數(shù)的增加而增加,具有可擴(kuò)展性。同時,根據(jù)場景的需要,設(shè)計了面向群內(nèi)廣播通信、群內(nèi)車輛一對一通信、群內(nèi)車輛與RSU通信3個安全通信協(xié)議。最后對其安全性和性能進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示該協(xié)議能夠滿足車載網(wǎng)通信的安全需求。同時使用NS2對協(xié)議進(jìn)行仿真,結(jié)果顯示該方案在通信開銷和平均時延方面優(yōu)于其他方案。
【關(guān)鍵詞】：車路協(xié)同技術(shù) 車載自組織網(wǎng)絡(luò) 安全通信方案 無可信中心 身份認(rèn)證 群密鑰協(xié)商
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.67;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 一、緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文工作及文章結(jié)構(gòu)13-15
• 二、預(yù)備知識15-24
• 2.1 相關(guān)數(shù)學(xué)知識15-16
• 2.1.1 雙線性對映射15
• 2.1.2 數(shù)論中的難解問題15-16
• 2.2 相關(guān)密碼學(xué)知識16-23
• 2.2.1 加密密碼體制16-18
• 2.2.2 ZUC對稱密碼算法18-20
• 2.2.3 RSA非對稱密碼算法20-21
• 2.2.4 哈希消息認(rèn)證碼（HMAC）21
• 2.2.5 可否認(rèn)群密鑰協(xié)商協(xié)議21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 三、VANET輕量級可擴(kuò)展安全通信方案24-35
• 3.1 VANET概述24-31
• 3.1.1 VANET網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)24-26
• 3.1.2 VANET特點26-27
• 3.1.3 VANET安全隱私威脅27-31
• 3.2 VANET輕量級可擴(kuò)展安全通信方案31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 四、車載網(wǎng)中無可信中心的匿名認(rèn)證協(xié)議35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 無可信中心的匿名認(rèn)證協(xié)議35-39
• 4.2.1 RSU以可否認(rèn)密鑰協(xié)商的方式建群36-37
• 4.2.2 RSU和車輛雙向認(rèn)證37-39
• 4.3 協(xié)議可行性分析39-41
• 4.4 協(xié)議安全性分析41-47
• 4.4.1 密碼算法安全性分析41-45
• 4.4.2 認(rèn)證協(xié)議安全性分析45-47
• 4.5 協(xié)議性能分析47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 五、車載網(wǎng)群密鑰協(xié)商通信協(xié)議49-64
• 5.1 引言49
• 5.2 群密鑰協(xié)商安全通信協(xié)議49-54
• 5.3 協(xié)議安全性分析54-59
• 5.3.1 密碼算法安全性分析54
• 5.3.2 通信協(xié)議安全性分析54-59
• 5.4 協(xié)議性能分析59-63
• 5.4.1 仿真場景及參數(shù)59-60
• 5.4.2 通信開銷60-61
• 5.4.3 平均時延61-63
• 5.5 通信方案安全性分析63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 六、總結(jié)與展望64-66
• 6.1 工作總結(jié)64-65
• 6.2 未來展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-72
• 附錄：攻讀碩士期間發(fā)表論文及科研情況72

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  本文關(guān)鍵詞：車載自組織網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：301299