[发明专利]一种车联网中基于信任级联的紧急消息散播方法和系统

权利要求书

1.一种车联网中基于信任级联的紧急消息散播方法，其特征在于：

当权威机构初始化时，设置第一安全时钟，生成自身公钥Pk(C)和私钥Sk(C)，并生成车辆基本信息表BI和信任反馈表TF；

当新路侧单元初始化时，在新路侧单元与权威机构之间建立有线通信信道；

当新车辆注册时，权威机构为新车辆分配唯一标识符i，将该车辆记为Ve(i)，并生成基于该标识符的公钥Pk(i)和私钥Sk(i)，在新车辆车载单元中安装数字签名算法Verify子算法和Pk(C)，并在车辆基本信息表中为Ve(i)插入一条新记录[i，Pk(i)，Tr(i)，Nb(i)，Nr(i)，Ir(i)]；

当车辆位于可用路侧单元的通信范围内时，每隔预设周期Γ向权威机构请求并更新信任证书，其中Γ＞0；

当紧急事件ε发生时，根据紧急事件所在位置与车辆的距离判断该车辆为目击者还是追随者；

当车辆为目击者时，广播紧急消息，格式为：

Ms(i，ε)＝(Tc(i)，Mc(i，ε)，Ts_b(i，ε)，Ds_b(i，ε))

其中Mc(i，ε)＝ε⁺/ε^-表示ε的状态，ε⁺表示紧急事件为存续状态，ε^-表示紧急事件为消亡状态；Ts_b(i，ε)表示Ms(i，ε)生成时的时间戳，可由Ve(i)可信硬件中的安全时钟获得；Ds_b(i，ε)＝Sign(Mc(i，ε)，Ts_b(i，ε))_Sk(i)表示Ve(i)的可信硬件使用Sign子算法和Sk(i)对(Mc(i，ε)，Ts_b(i，ε))的数字签名；

当车辆为追随者Ve(j)时，接收前驱节点关于紧急事件的广播信息Ms(i，ε)，并从Tc(i)中提取Ds_C(i)并使用Verify子算法和Pk(C)验证Ds_C(i)；然后从Tc(i)中提取Ts_C(i)并由第二安全时钟获得当前时间Ts_n以验证Ts_n-Ts_C(i)≤Γ′，即检测Tc(i)是否过期，其中Γ′为系统参数且Γ′＞Γ；接着从Tc(i)中提取Pk(i)并使用Verify子算法和Pk(i)验证Ds_b(i，ε)；最后验证Ts_n-Ts_b(i)≤Φ，即检测Ms(i，ε)是否过期，其中Φ为系统参数且Φ＞0；

若上述追随者对前驱节点的验证未全部通过，Ve(j)认为Ms(i，ε)非法并直接将其丢弃；否则，Ve(j)从Mc(i，ε)中获得ε所在位置并获得车辆自身位置，计算追随者与紧急事件之间的距离Ds(j，ε)；所述追随者根据与紧急事件相对位置距离判断作出决策；

当追随者Ve(j)行驶到ε所在位置的附近时，感知ε的真实状态As(j，ε)∈{ε⁺，ε^-}，若As(j，ε)与Ve(j)先前报告的状态不一致，Ve(j)向后续车辆广播一条关于紧急事件的新消息；另外，所述Ve(j)对接收到的广播信息进行质量评估并为该紧急事件构造信任反馈集合并报告至权威机构；

当权威机构收到信任反馈集合时，验证信任反馈信息中追随者是否被撤销、验证数字签名是否合法、验证信任反馈是否过期，若上述对信任反馈集合的验证并未全部通过，则权威机构认定该信任反馈信息非法并将其丢弃，若全部通过则在TF表中插入一条关于信任反馈信息的新纪录；随后，权威机构生成与信任反馈集合的确认信息并将其发送给追随者Ve(j)；

当追随者Ve(j)收到确认信息后，验证数字签名是否合法以及与信任反馈信息中的数字签名是否一致，从而确认权威机构是否收到信任反馈信息，若权威机构已收到，则将Ve(j)车载单元中的信任反馈集合删除，否则将重新向权威机构报告信任反馈信息。