[发明专利]基于混合上下文的假名变更车联网隐私保护认证的方法

说明书

本发明提出了一种基于混合上下文的假名变更车联网隐私保护认证的方法：包括如下步骤，系统初始化：首先，可信机构生成三个随机数，这三个随机数作为自己的私钥，然后，可信机构构造公共系统参数；注册：由可信机构提供私钥和假名，当车辆移动到可信机构附近时，将传送地址、名称和许可证等基本认证信息传输至车辆；假名相互认证：为了保护实体的隐私，选择匿名的方式来证明通信实体的合法性。本发明引入隐私保护相互认证机制，能够防止攻击车辆潜入车联网系统，通过匿名认证机制保持了传输消息的完整性，并采用基于混合上下文的匿名更改策略，以防止车辆被跟踪。

【技术领域】

本发明涉及车辆网通信安全的技术领域，特别是基于混合上下文的假名变更车联网隐私保护认证的方法。

【背景技术】

随着智能交通系统(Intelligent Transportation Systems，ITS)的出现，车载自组网络(Vehicular ad hoc networks,VANETs)在过去几年中获得了巨大的发展势头。ITS的大部分研究都是针对VANETs。研究表明，VANETs是一种广泛提高运输网络安全性和效率的方法。通过无线通信车辆到基础设施(V2I)、车辆到车辆(V2V)，如图1所示，VANETs提高了道路安全性，并为道路上的驾驶员提供增值服务，其中基础设施主要指路边单位(roadsideunits，RSU)。

虽然从概念上讲，提高交通安全和交通效率受到研究人员的关注，但为了部署车联网，需要应对、并解决一些安全和隐私方面的挑战。例如，为了证明发送方是真实的车辆，发送方广播的消息需要签名。而邻居车辆需要能够验证接收到的消息的完整性和发送者的真实性。

与移动自组网(MANETS)不同，VANETs具有独特的特性，需要特定的技术来验证消息和识别攻击者，并保护驾驶员信息的隐私和安全。匿名是 VANETs最基本的隐私要求之一。即无需发送者身份标识信息即可通过身份验证。为了满足这一要求，提出了许多匿名认证方案。

假名是一个匿名证书，不会透露任何有关车辆标识的真实信息，可根据需要实时生成或预先生成。如果是预先生成的假名，这些假名存储在车辆的车载单元中。然而，即使使用假名，仍然存在能够跟踪到车辆的位置的问题。能被跟踪的原因是假名间存在关联性，恶意车辆通过发起链接攻击就能追踪到车辆的真实身份。攻击者可以挖掘出假名与车辆真实标识的关系，一旦关系被挖掘出，攻击者就能够窃取车辆的真实身份。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于混合上下文的假名变更车联网隐私保护认证的方法，以防止攻击车辆进入系统，有效防止链接攻击。

为实现上述目的，本发明提出了基于混合上下文的假名变更车联网隐私保护认证的方法，包括以下步骤：

系统初始化：系统初始化过程中，可信机构负责生成基本公共参数；首先，所述可信机构生成三个随机数，这三个随机数作为自己的私钥，然后，可信机构构造公共系统参数；

注册：注册过程中，所述可信机构负责提供私钥和假名；

当车辆移动到可信机构附近时，将传送地址、名称和许可证的基本认证信息传输至车辆，一旦从车辆上获得了必要的证书，所述可信机构将负责选择一个随机数d，该随机数d被视为车辆的私钥，随后可信机构计算该车辆的公钥，然后，可信机构生成一个初始的假名，该假名是一个伪造的车辆识别码，通过假名机制保护车辆的隐私，使其不受其他车辆的侵害，最后，可信机构计算车辆的假身份，并将伪造的车辆识别码、车辆的假身份信息存储，同时向车辆发送上述伪造的车辆识别码、车辆的假身份信息和选择出的随机数d；

假名相互认证：认证用于证明通信实体的合法性，所述认证选择匿名的方式，所述认证包括以下步骤：

匿名证书和签名生成，在证明合法性之前，每辆车都会生成一个短有效期的匿名证书和一个短时间的匿名签名，所述匿名证书中生成一个短有效期挑战者，车辆通过发送信息以证明其合法性，