[发明专利]一种车联网环境下车辆间的消息匿名认证方法及系统

权利要求书

1.一种车联网环境下消息匿名认证系统，其特征在于，包括：

系统初始化模块：用于完成车辆网系统，TA，LA，车载单元OBU，RSU的初始化，其中，TA是认证中心，可信第三方机构，负责生成系统参数以及LA，OBU的初始化；LA为区域化服务器，TA将所有区域划分，交给不同的LA进行管理，LA负责给合法车辆生成假名身份；RSU是路边辅助设备，直接与LA，TA通过链路相连，与OBU通过无线网络相连；OBU是车辆上的设备，通过DSRC方式与其他设施进行通信；

假名证书生成模块：用于完成车辆临时假名身份的申请与颁发；

邻居表模块：用于完成邻居节点间秘密的协商；

签名认证模块：用于完成车辆关于消息的签名与认证；

所述系统初始化模块用于完成车辆网系统，TA，LA，车载单元OBU，RSU的初始化，具体包括：

通过TA生成基本的系统参数，包括选择椭圆曲线上的一个群，选择两个哈希函数h和HMAC，随机选取一个大数SK_TA作为TA的私钥，计算出PK_TA＝SK_TA*P作为TA秘钥，为LA和RSU分配公私钥及其证书，TA为每辆车分配一个真实id和一个大数秘密,P为群的生成元；

所述假名证书生成模块，用于完成车辆临时假名身份的申请与颁发，具体包括假名证书的申请，身份认证和证书颁发：

假名证书申请阶段：车辆会首先选取几个大数SK_i,1,SK_i,2…SK_i,n作为私钥，并算出对应的公钥Pk_i,1,Pk_i,2...Pk_i,n，Pk_i,n＝SK_i,n*P，计算

T为当前时间，车辆将假名证书申请请求发给本区域LA；

身份认证阶段：LA检查改请求是否有效，若有效将请求转发给TA认证；TA用自己的私钥解密出secret_i并验签，若正确，将结果反馈给LA；

证书颁发阶段：若验证通过，LA会给其分配假名id，用自己的私钥给证书请求里的公钥打上时间戳进行签名，将证书发给车辆；

所述邻居表模块，用于完成邻居节点间秘密的协商，具体包括：

每辆车会定时广播自己的证书信息，其他车辆收到消息后如果这个车辆不在自己的邻居表中，会将其列入自己的邻居表，若已存在，更新过期时间；车辆V_i拥有自己的私钥SK_i,c以及邻居V_j的公钥PK_j,c，车辆V_j拥有自己的私钥SK_j,c以及邻居V_i的公钥PK_i,c，共享秘密由以下公式生成：

S_i,j＝SK_i,c*PK_j,c＝SK_i,c*P*SK_j,c＝PK_i,c*SK_j,c＝S_j,i。

2.一种车联网环境下消息匿名认证系统的认证方法，其特征在于，包括：

系统初始化步骤：用于完成车辆网系统，TA，LA，车载单元OBU，RSU的初始化，其中，TA是认证中心，可信第三方机构，负责生成系统参数以及LA，OBU的初始化；LA为区域化服务器，TA将所有区域划分，交给不同的LA进行管理，LA负责给合法车辆生成假名身份；RSU是路边辅助设备，直接与LA，TA通过链路相连，与OBU通过无线网络相连；OBU是车辆上的设备，可以与其他设施进行通信，主要通过DSRC方式；

假名证书生成步骤：用于完成车辆临时假名身份的申请与颁发；

邻居表协商步骤：用于完成邻居节点间秘密的协商；

签名认证步骤：用于完成车辆关于消息的签名与认证；

所述系统初始化步骤用于完成车辆网系统，TA，LA，车载单元OBU，RSU的初始化，具体包括：

通过TA生成基本的系统参数，包括选择椭圆曲线上的一个群，选择两个哈希函数h和HMAC，随机选取一个大数SK_TA作为TA的私钥，计算出PK_TA＝SK_TA*P作为TA秘钥，为LA和RSU分配公私钥及其证书，TA为每辆车分配一个真实id和一个大数秘密,P为群的生成元；

所述假名证书生成步骤，用于完成车辆临时假名身份的申请与颁发，具体包括假名证书的申请，身份认证和证书颁发：

假名证书申请阶段：车辆会首先选取几个大数SK_i,1,SK_i,2…SK_i,n作为私钥，并算出对应的公钥Pk_i,1,Pk_i,2...Pk_i,n，Pk_i,n＝SK_i,n*P，计算

T为当前时间；车辆将假名证书申请请求发给本区域LA；

身份认证阶段：LA检查改请求是否有效，若有效将请求转发给TA认证；TA用自己的私钥解密出secret_i并验签，若正确，将结果反馈给LA；

证书颁发阶段：若验证通过，LA会给其分配假名id，用自己的私钥给证书请求里的公钥打上时间戳进行签名，将证书发给车辆；

所述邻居表协商步骤 ，用于完成邻居节点间秘密的协商，具体包括：

每辆车会定时广播自己的证书信息，其他车辆收到消息后如果这个车辆不在自己的邻居表中，会将其列入自己的邻居表，若已存在，更新过期时间；车辆V_i拥有自己的私钥SK_i,c以及邻居V_j的公钥PK_j,c，车辆V_j拥有自己的私钥SK_j,c以及邻居V_i的公钥PK_i,c，共享秘密由以下公式生成：

S_i,j＝SK_i,c*PK_j,c＝SK_i,c*P*SK_j,c＝PK_i,c*SK_j,c＝S_j,i。