[发明专利]基于安全位置证明的共享单车安全计费方法

权利要求书

1.基于安全位置证明的共享单车安全计费方法，其特征是，包括：

(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的身份标志、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；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；请求者P自己的私钥在注册时从安全第三方CA处获得；

1.4各签发者Wi收到加密的子秘密后，将加密的子秘密嵌入位置证明，生成位置证明明文LPi，所述的位置证明明文LPi包括请求者P的身份标志、当前时刻s、请求者P的当前位置L和加密的子秘密；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，使用验证者V的公钥将位置证明明文LPi、会话密钥Ki和签名加密，生成授权的位置证明EPi，并将LPi发送给请求者P；所述的验证者V为提供共享单车业务的运营商；签发者Wi的私钥和验证者V的公钥均是注册时从安全第三方CA处获得；

1.5请求者P将收到的n个签发者Wi授权的位置证明组合生成最终的位置证明LPP：LPP＝EP₁|EP₂|，....|EP_n|L|s，其中，EP_i表示签发者Wi授权的位置证明，|表示字符串接；

(2)请求者P将开始用车和结束用车时生成的最终位置证明LPP通过移动网络发送给验证者V，验证者V对最终位置证明LPP进行解密，并对最终位置证明LPP包含的各签发者Wi授权的位置证明分别进行验证；所述的验证包括位置证明真实性的验证和请求者P是否作弊的验证：

所述的位置证明真实性的验证，具体包括：

①验证签发者Wi的私钥与ID_Wi的公钥是否保持一致，若一致，则通过验证；签发者Wi的私钥与ID_Wi的公钥均是注册时从安全第三方CA处获得；

②验证对EPi解密得的位置证明明文的哈希值与EPi中位置证明明文的签名同是否相同，若相同，则通过验证；

若①和②均通过验证，则通过真实性验证；否则，未通过真实性验证，抛弃本次生成的最终位置证明LPP；

所述的请求者P是否作弊的验证，具体包括：

采用(n,n)门限秘密共享机制从各签发者Wi授权的位置证明中恢复出各签发者Wi的子秘密，判断恢复出的子秘密和请求者P的私钥是否保持一致，若保持一致，则判定用户未作弊；否则，判定用户作弊，抛弃本次生成的最终位置证明LPP；

若位置证明真实性和请求者P是否作弊的验证均通过，则执行步骤(3)；

(3)验证者V根据请求者P开始用车和结束用车时的最终位置证明LPP，以请求者P开始用车时的位置为起点，以请求者P结束用车时的位置为终点，计算起点和终点间的曼哈顿距离，即请求者P的行驶里程，根据行驶里程计算本次行程费用。

2.如权利要求1所述的基于安全位置证明的共享单车安全计费方法，其特征是：

位置证明生成请求PReq的组成表示为PReq＝IDp|L|s，其中，IDp是请求者P的身份标识；|表示字符串接。

3.如权利要求1所述的基于安全位置证明的共享单车安全计费方法，其特征是：

响应PRes的组成表示为PRes＝E_Ki(Si)，其中，E_Ki(Si)表示采用会话密钥Ki对子秘密Si进行对称加密。