[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

说明书

本发明公开了一种车联网中基于信任级联的紧急消息散播方法和系统，该系统包含权威机构、路侧单元和车辆：权威机构负责为车辆提供注册、撤销服务，并存储、更新车辆的信任信息；路侧单元为车辆和权威机构提供通信接口；车载单元安装于车辆上并能够与邻近的路侧单元和其他车辆进行通信；当紧急事件发生时，紧急消息能够以信任级联的方式在附近的车辆间散播，其中面向实体的信任值(可通过信任证书评估和更新，并包含在信任证书中)被作为重要权重；该方法和系统将面向实体的信任值高效地应用到面向数据的信任评估中，与现有消息散播方式相比，本发明的评估结果更加准确，并具有良好的激励机制、错误容忍性、兼容性和健壮性。

技术领域

本发明涉及车联网安全技术领域，特别涉及一种车联网中基于信任级联的紧急消息散播方法和系统。

背景技术

协作安全应用是车联网中最受瞩目的研究分支之一，其中车辆能够通过“车 -车”之间的消息传递获得更远的视角和更广范围的道路信息，并通过“车-路侧单元”之间的消息传递获得更多数量、更高质量的信息。协作安全应用使得驾驶员能够智能感知周围车辆和道路的状态，并对外部事务预先做出决策，大大降低其为避免交通事故所做操作的紧急程度，进而提高道路安全性和驾驶舒适性。然而，由于大规模、开放式、分布式、稀疏和高动态等特性，车联网对于恶意行为和攻击是脆弱的。例如，恶意车辆可能广播大量的虚假消息以欺骗其他车辆，进而对道路交通的安全性和可靠性造成极大的威胁。因此，每个车辆需要甄别其他诚实车辆和恶意车辆、真实消息和虚假消息，并遵照诚实车辆广播的真实消息以做出正确的决策。

传统密码学和数字签名技术主要确保车辆的真实性、隐私性和消息的机密性、完整性、可溯源性，而很少评估车辆的可信度和消息的质量。然而在实际中，已认证的车辆也可能为自身利益广播虚假消息，而其他车辆无法提前感知。信任建模作为一种能够解决不确定性问题的理论，在车联网中扮演至关重要的角色，它使得每个车辆能够预先检测其他恶意车辆和虚假消息以避免严重后果。当前，车联网中的信任建模仍然处于初级阶段，现有的信任模型根据评估对象可粗略划分为面向实体的模型和面向数据的模型。

Li等人[Li,Q.,Malip,A.,Martin,K.M.,Ng,S.L.,Zhang,J.(2012).Areputation-based announcement scheme for VANETs.IEEE Transactions onVehicular Technology,61(9),4095-4108.]提出一种基于声望的信任模型，其中权威机构负责存储和更新每个车辆的信任信息，但该模型孤立考虑每个消息发送者的消息，完全忽略了面向数据的信任，因而其实际性能受到限制。Ostermaier等人[Ostermaier，B.，Dotzer，F.，Strassberger，M.(2007，April).Enhancing the security of localdangerwarnings in vanets-a simulative analysis of voting schemes. In TheSecond International Conference on Availability，Reliability and Security(ARES′07)(pp.422-431).IEEE.]提出一种基于投票的信任模型，其中消息接收者同时考虑报告某事件不同状态的多条消息以综合评估消息的质量，但该模型完全忽略了面向实体的信任，并赋予诚实车辆和恶意车辆的消息以相同的权重，因而其实际性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种车联网中基于信任级联的紧急消息散播方法和系统，此方法和系统可实现将面向实体的信任值高效地应用到面向数据的信任评估中，评估结果更加准确。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种车联网中基于信任级联的紧急消息散播方法，具体包括：

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；