[发明专利]一种基于车联网群体感知的网络感知数据安全上传方法

说明书

本发明公开了一种基于车联网群体感知的网络感知数据安全上传方法，先部署车联网群体感知系统，再对车联网群体感知系统进行初始化，最后完成基于雾的网络感知数据安全上传；在具体的上传过程中，先下发车辆群体感知任务，私家车辆再收集感知数据，然后选择合适上传感知数据的公交雾并生成接入申请接入到该公交雾上，公交雾便开始接入批量验证及顺序号下发，验证完成后对感知数据进行加密，公交雾最后对参与私家车辆上传的感知数据进行收集及融合，再上传给高层的雾节点。

技术领域

本发明属于车联网技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于车联网群体感知的网络感知数据安全上传方法。

背景技术

传感器和嵌入式设备的集成触发了移动群体感知服务的出现。它通过感知和通信技术使得个体可以合作地收集和共享数据和并提取测量或者感测到的共同感兴趣的现象的信息，随着移动设备的普及，如今移动群体感知作为广泛的传感范式。例如一个移动设备(如手机和穿戴设备)能利用一系列丰富的传感器(包括相机、GPS、接近传感器和气压传感器)感知环境，产生和共享感知报告给感兴趣的缔约方。和手机一样，现在的汽车也是配备了车载传感器和无线通信设备，如相机、GPS、行车记录仪、侧向加速度传感器和车载单元，具有移动群体感知基本的能力和可执行力。利用车载单元和传感器装置，车辆不仅可以定期地报告驾驶信息(例如位置、实时速度和驱动视频)，顺便还可以提供交通条件、道路交通规划、交通系统设计、交通信号的条件和天气条件等等。通过车辆群体感知手机原始数据可以显著地降低数据需求者的经济和时间的成本。因此，雾计算的提出能更好地服务于车辆群体感知。雾计算作为一种边缘计算，是云计算的演进，它被部署得离雾联网设备更近的距离，并且是分布式的，处理继承了云的计算和数据分析能力，它具有更高灵活性和快速的本地相应的能力。

在车联网群体感知网络中，参与群体感知的车辆通过自身配置的传感设备收集相关感知数据，这些数据通过车联网上传到雾节点，并通过雾节点进行一定的处理整合，提供给相应的数据需求者相应的信息，或者也可以根据数据需求者对数据集中分析的需求，可以被云数据服务中心灵活调度。

然而，隐私安全保护是车辆群体感知的核心。一方面，因为感知数据通常是和用户的一些敏感信息(如轨迹和身份)有很强的联系，而隐私泄露则会对参与者的安全造成威胁，尤其是在车联网中。另外，如果用户的隐私不能在感知数据提供的过程中得到很好的保护，这会对用户的参与积极性产生负面影响，很多车辆拒绝参与感知任务，因此造成感知数据样本不够充分，从而不能提供有效信息。另一方面，站在数据需求者的角度，数据需求者需要参与车辆提供的信息都是真实、可靠和有效的，因为有一些不诚信的或者恶意的车辆会伪造虚假数据上传污染数据。因此，双向满足参与者和数据需求者对隐私和数据安全的需求是必要的，目前有很多研究针对移动群体感知的隐私和信息安全保护方法的研究，但是很少有研究同时满足这两点的需求。

在现有技术中，Sultan Basudan等人提出了关于适用于基于雾的车辆群体感知的融合无证书签名认证机制。在该机制中，首先，它们提出了一个新的无证书融合签名认证的过程，它们引入了四种哈希函数，并利用将公钥和私钥都分离成两个部分来实现隐私保护和信息的安全认证。然后减少配对操作从而降低了计算复杂性和通信开销；其次，该机制提出了融合认证的过程的方案，主要涉及密钥产生、加密、签名、融合认证和解密等过程。

整个构架保证信息的完整性，实现数据防篡改，并且有效地降低了计算开销和通信开销，但存在以下缺点：(1)、虽然这个机制实现了相互认证、无证书的融合认证和信息防篡改以及密钥托管等，但是其信息的加密手段较弱，信息安全本身没有考虑到；(2)、该机制的融合认证的确保证了信息完整性，但只能从降低计算开销和通信开销上体现出优势，但是它对于探究消息源本身的可信度以及问责制度等问题都没有能提出很好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于车联网群体感知的网络感知数据安全上传方法，利用了同态加密技术及数据融合手段来实现通信安全上传和隐私保护。