[发明专利]基于安全位置证明的共享单车安全计费方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共享单车计费方法，尤其涉及一种基于安全位置证明的共享单车安全计费方法。

背景技术

移动互联网的快速发展，催生了大量线上到线下(Online To Offline，O2O)共享经济业务。这些共享经济业务当中，有一类O2O业务近期得到了快速发展，这便是共享单车。自2015年5月共享单车业务首次出现在北大校园里以来，已经诞生出了包括摩拜、优拜、OFO、小鸣、小蓝、骑呗等在内的多家共享单车应用。这些共享单车应用的诞生，方便了广大用户的日常生活，极大的推动了人们日常出行最后1公里问题的解决，并在实际应用中得到了极大的普及。今天，走在各大中心城市的高校校园里面，几乎随处可见骑着共享单车的师生。在一些一线城市的繁华区域，也几乎随处骑着共享单车，低碳环保出行的普通市民。而作为打车业务的另一种形式的翻版，共享单车业务也受到了投资圈的热捧，获得了大量的风险投资，以OFO为例，它在2016年10月获得了小米、滴滴等给予的1.3亿美元最新投资。总而言之，共享单车业务在未来必将得到较大的发展。

然而，快速发展的共享单车业务，却不得不面临难以合理计费、寻找正常商业盈利模式的问题。目前几个共享单车业务，都是通过用户的共享单车APP，确定用车的开始和结束时刻得出用户用车时间，然后简单地根据用车时间来开展阶梯性收费方案。如摩拜、OFO、小鸣是每半小时收费1元，不足半小时按照半小时收费。考虑到许多用户，特别是校园师生往往仅仅骑行不足一公里，时间多在5-10分钟，这种简单的根据用车时长来阶段性计费的方式，毫无疑问地与实际情况不相符。因此需要加以改进。

最公平的方式莫过于根据使用里程来计算使用费用，但它面临着如何正确计算行驶里程的挑战。最直接的便是根据行驶过程中的GPS轨迹数据，来推算出行驶里程。但这种方式面临着几个现实问题。一方面，是GPS数据的不断采集，并通过数据网络上传功能十分耗能，用户主观上是否愿意为共享单车业务消耗宝贵的电池资源还不确定，更不幸的是这种根据GPS轨迹得到的轨迹数据也不可信。其原因在于，GPS轨迹数据要么通过用户共享单车APP采集获得，要么通过车载GPS装置获取。这两种方法下，GPS数据很容易被用户伪造和篡改。因此，共享单车行驶里程计算方案的一个核心难点在于如何在尽可能小的影响用户体验方式下，获取用户真实的GPS位置轨迹数据。另一方面，采用用户的GPS数据获取用户位置信息，必然会涉及到用户的位置隐私，在用户越来越关注个人信息安全的当下，位置隐私信息得不到严格保护的应用，必然不会得到用户的青睐。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种简便高效的基于安全位置证明的共享单车安全计费方法。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

基于安全位置证明的共享单车安全计费方法，包括步骤：

(1)请求者P在开始用车和结束用车时向签发者W收集位置证明，所述的请求者P和签发者W均为持有带GPS功能的智能终端的共享单车用户，签发者W为与请求者P距离小于距离阈值的共享单车用户，签发者W和请求者P所持带GPS功能的智能终端通过短距离无线通信技术进行通信，距离阈值设为所采用的短距离无线通信技术的通信距离；

本步骤具体为：

1.1请求者P在开始用车和结束用车时，广播位置证明生成请求PReq，PReq包括请求者P在当前时刻s的身份假名标志、当前时刻s和请求者P的当前位置L；

1.2收到PReq并决定接受PReq的签发者W向请求者P回复Ack响应；

1.3假设收到n个签发者的Ack响应，将各签发者记为Wi，i＝1,2,...n；请求者P采用(n,n)门限秘密共享机制将自己的私钥拆分成n份子秘密Si，请求者P自己的私钥在注册时从安全第三方CA处获得；同时，请求者P使用D-H协议同所有回复Ack响应的签发者Wi分别协商临时的会话密钥Ki，并向各签发者Wi分别发送包含用会话密钥Ki加密的子秘密的响应PRes；所述的会话密钥Ki为请求者P的真实身份标志的哈希值；

1.4各签发者Wi收到加密的子秘密后，将签发者Wi在当前时刻s的身份假名标识、加密的子秘密以及当前时刻s和当前位置L的哈希值嵌入位置证明，生成位置证明明文LPi；随后，签发者Wi使用自己的私钥为位置证明明文LPi生成签名；同时，使用安全第三方CA的公钥将位置证明明文LPi和签名加密，生成授权的位置证明EPi，并将EPi发送给请求者P；签发者Wi的私钥和安全第三方CA的公钥均在注册时从安全第三方CA处获得；