[发明专利]一种基于群签名的车联网隐私保护认证方法

说明书

本发明属于车联网领域，具体涉及一种基于群签名的车联网隐私保护认证方法。所述方法包括如下步骤：(1)系统初始化；(2)用户注册；(3)建立群；(4)生成签名；(5)验证签名；(6)成员加入；(7)成员撤销；(8)打开签名。所述方法不仅能保障车联网环境的匿名性，还能在出现交通逃逸情况时，能够通过打开签名追踪到成员身份信息，为授权方提供可追踪性。在群成员发送恶意消息或存在争议时具有高效的动态可撤销功能。同时，本发明在群成员撤销，消息签名和签名验证三个过程中都有较低的计算开销，提高了整体签名效率，适用于车联网实时高效的计算需求。

技术领域

本发明属于车联网领域，具体涉及一种基于群签名的车联网隐私保护认证方法。

背景技术

车联网(Vehicular Ad-Hoc Networs，VANETs)是以移动车辆为核心感知对象，融合各种无线通信技术和互联网技术的一种自组网络。它通过对交通过程的智能控制与管理，提高了道路通行率，减少了交通事故，为人们的交通出行提供方便有效的智能服务和安全放心的身心体验，由此得到领域学者的广泛关注。但由于车联网开放性和高速移动性特点，使得车辆节点在网络中除了要面对一般的网络攻击，还将面临虚假信息注入、通信信息被篡改或重放等安全威胁。此外，恶意节点可能通过窃听车辆间通信消息实现对其他车辆的定位跟踪，给驾乘人员带来安全隐患。因此，根据车联网的独特特性，设计合适的安全策略，保障驾乘者隐私性和安全性是本发明重点关注的问题。

近年来许多研究者开始考虑使用群签名技术实现车联网隐私保护。Peters提出了一种可扩展的群成员撤销方案，解决了秘钥重新生成问题，但群成员所需证书占用大量存储空间，增加运行负担，降低了撤销效率。仲红等人将完备子树方法应用于群签名撤销方案，减少成员证书的存储开销，并增加知识签名实现抗联合攻击和伪造攻击，但撤销成员数过多时会增大查询代价。由于车联网具有高速移动和大规模的特点，这两种方案并不适用。2008年，陈泽文首次提出将中国剩余定理应用到群签名的设计思想。他利用中国剩余定理同余式方程，实现群成员的快速撤销，基于上述研究，2016年，黄丛林将中国剩余定理和的完备子树方法相结合应用到群签名中，不仅实现了非关联性而且无需改变其他成员的私钥，并能防陷害攻击。综上所述，基于中国剩余定理的群签名技术不仅能保护用户的隐私，还能在用户动态成员加入和离开时实现高效和防陷害攻击的加入和撤销机制。适用于目前的车联网环境。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供了一种基于群签名的车联网隐私保护认证方法，基于中国剩余定理的秘钥生成方案和DSA签名算法，不仅能保障车联网环境的匿名性，还能在出现交通逃逸情况时，能够通过打开签名追踪到成员身份信息，为授权方提供可追踪性。同时在群成员发送恶意消息或存在争议时具有高效的动态可撤销功能。经过正确性、安全性证明和性能分析表明：本发明不仅具有匿名性和追踪性和抗陷害攻击。同时，本发明在群成员撤销，消息签名和签名验证三个过程中都有较低的计算开销，提高了整体签名效率，适用于车联网实时高效的计算需求。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种基于群签名的车联网隐私保护认证方法，所述方法包括如下步骤：

(1)权威机构TA选择系统参数，生成自身秘钥和路边单元RSU秘钥；

(2)权威机构TA对车载单元OBU身份证书UID的生成；

(3)路边单元RSU对加入的用户进行身份证书验证，验证通过即成为群内成员；路边单元RSU基于DSA签名算法完成群成员密钥的生成，并基于中国剩余定理生成群公钥；

(4)群成员基于DSA签名算法实现群成员U_i对消息M的签名；

(5)车联网群组中的群成员首先计算自身公钥并进行验证，验证通过之后进行消息签名的验证，确认签名消息是由群成员U_i签名的；