[发明专利]一种基于雾的路况检测认证方法

说明书

本发明公开了一种基于雾的路况检测认证方法，包括：服务中心初始化路况检测认证系统并生成系统公共参数；服务中心分别和车辆单元以及路边单元生成各自对应的私钥和公钥；车辆单元对实时数据进行签密并将生成的签密密文发送到路边单元；路边单元对接收到的签密密文进行聚合生成聚合签密的密文；路边单元验证聚合签密密文的正确性；路边单元对正确的签密密文解签密。本发明使用支持移动性、低延迟和位置感知的雾框架，在已有的无证书聚合签密方法的基础上进行改进，提出一种路况检测认证方法，该方案减少了很多耗时的运算，提高了车辆单元的安全性和消息认证的效率。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于雾的高效安全的路况检测认证方法。

背景技术

随着社会的发展与进步，汽车总量在逐年增长，城市交通管理的负担越来越重。车辆行驶道路中交通拥堵，交通事故等问题的不断出现给交通系统的管理带来了巨大的挑战。并且，冬季的天气总是伴随着雪、冰和雨，所有这些都在恶劣的路面条件下产生了对人、车辆和财产潜在的危险情况。通过及时了解各区域路面状况，调整各路口车辆流量，以确保交通通畅。另外，可以监控路面车辆的违章情况，及时发现并处理道路交通事故。因此，道路状况监测系统对提高道路安全至关重要。

为了解决日趋紧张的交通问题，提高车辆驾驶员的驾乘体验，车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Networks，VANETs)由此应运而生。车联网是移动自组织网络的一种特殊形式，在车联网中，车车之间以及车辆和路边单元(Roadside Units,RSUs)形成的网络能够充分进行信息交换和共享。车联网驾驶者根据车辆实时感知的道路状况，通过交通管理平台将信息广播，帮助驾驶者高效出行，不仅可以避免不必要的交通事故发生，提高道路交通安全，也提高了交通管理的智能化程度。

随着大数据、物联网和云计算技术的应用，各种移动设备以及大量传感器接入到网络中，将会产生极大的数据量。云计算是目前车联网大数据分析和处理的平台。云计算使用云服务器或一组远程服务器提供集中的计算和存储服务，用户可以在车辆之间共享大量的数据。基于云计算的智能交通系统，以其海量的存储能力，快速的计算能力和动态资源调度的特点，为城市智能交通提供了强大的技术支持。云计算技术也存在不足之处，系统平台与车辆终端距离较远，数据传输不仅会占用大量的网络带宽，还会增大网络的传输时延，导致不能及时处理紧急情况，造成车辆大量拥堵。

为了解决这些问题，思科系统公司于2012年提出了雾计算，使数据处理能够直接在网络边缘进行。雾计算是云计算的一个扩展，可以在终端用户和云用户之间提供服务。这些服务是在雾层中提供的，雾层由异构的、无处不在的和分散的雾节点组成，雾节点可以是任何设备，从资源受限的设备到功能强大的服务器，甚至是终端用户设备的一部分。它利用网络边缘设备在移动设备附近进行大量的存储、通信和计算，通过临时数据存储、计算和处理，可以释放网络世界和物理世界之间在延迟、负载平衡和容错方面的信息交互约束。基于雾的体系结构提供了低延迟、位置感知、大节点、广泛的地理分布、增强的移动性和实时应用程序等特性。

随着车联网的日益发展，信息安全隐患也随之而来，安全问题成为近年来车联网领域中的一个重要的关注点。车联网中的安全性攻击无处不在，攻击者很容易入侵其网络。例如，攻击者通过虚假身份发送伪造的信息，或者拦截传输中的安全信息并对信息恶意修改后再发送到网络中。受到攻击的消息经过网络的传播后会导致网络中的节点做出错误的行为，从而危害交通安全。除此之外，攻击者可以通过解析明文消息而获得节点的身份、位置等信息，从而对其进行跟踪以及进一步的攻击。为了抵抗网络攻击，提高车联网中通信的安全性，消息签名和消息认证是不可缺少的。但是，签名和认证的过程需要一定的计算花销和时间花销，并且车联网中节点数目庞大。因此，如何建立一个高效且安全的车联网认证方案值得探索。