[发明专利]车联网中兼顾信任管理和隐私保护的紧急消息散播方法及系统

说明书

本发明公开了一种车联网中兼顾信任管理和隐私保护的紧急消息散播方法及系统，该方法包括可信机构和路侧单元初始化、车辆注册、声望证书请求、紧急消息散播、声望反馈集合报告、声望信息更新和车辆撤销等步骤。所提方法采用基于布隆过滤器的隐私保护集合求交技术，兼顾了精确的信任管理和强的隐私保护；提供非交互式的散播方法，加快了紧急消息散播和信任评估的速度；支持假名、临时公钥和临时私钥在不同的时间槽的重复利用，其长度能够更短，并节省存储空间和网络带宽；性能不随车辆数量而增长，能够更好地适应于大范围的车联网。

技术领域

本发明涉及车联网安全技术领域，具体涉及一种车联网中兼顾信任管理和隐私保护的紧急消息散播方法及系统。

背景技术

车联网能够大幅提高道路安全和交通效率，近年来受到工业界和学术界的广泛支持。在车联网中，每个车辆能够利用先进的无线通信技术分别与周围的车辆和路侧单元以“车辆-车辆(Vehicle-to-Vehicle,V2V)”和“车辆-路侧单元(Vehicle-to-RSU,V2R)”的方式进行消息收发。协作安全应用是车联网的一个重要分支，V2V和V2R方式的紧急消息散播使得道路安全和交通效率都大幅提高。然而，由于其独特特性，车联网对于外部和内部攻击都是脆弱的，这些攻击严重损害了车联网的可靠性，并严重阻碍了车联网的实际应用。

信任建模与隐私保护都在车联网中扮演重要的角色，其中信任建模是构建可信车联网的重要工具，而隐私保护会极大地增强用户参与车联网的意愿。然而，信任建模与隐私保护有相互冲突的需求，因此两者需要兼顾。

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方法，其中可信机构负责存储和更新每个车辆的信任信息，但该方法完全忽略了隐私保护，极大地影响了该方案的实用性。Lu等人[Lu,R.,Lin,X.,Liang,X.,Shen,X.(2011).A dynamic privacy-preserving key management scheme for location-based services in VANETs.IEEETransactions on Intelligent Transportation Systems,13(1),127-139.]为车联网中基于位置的服务提出一种动态的隐私保护的密钥管理方案，该方案能够提高密钥更新效率并保护用户隐私。然而，该方案未考虑信任管理，也无法很好地与信任管理方案进行结合。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种车联网中兼顾信任管理和隐私保护的紧急消息散播方法及系统，本发明基于布隆过滤器的隐私保护集合求交技术，能够很好地兼顾信任管理和隐私保护，同时提供精确的信任管理和强的隐私保护。

本发明的目的可通过采取如下技术方案达到：

本发明提供一种车联网中兼顾信任管理和隐私保护的紧急消息散播方法，设有可信机构、路侧单元和车辆，包括下述步骤：

可信机构和路侧单元初始化；

车辆注册：当新的车辆注册到车联网中时，可信机构首先为其分发唯一身份标识，并为其生成主公钥、主私钥，安装可信平台模块用于车辆存储唯一身份标识、主私钥、临时私钥、声望证书、秘密门限等级以及可信机构的公钥、与可信机构共享的参数，数字签名和密码学算法；

公私钥分发之后，可信机构将车辆信息插入到基本信息表中，并且按照车辆的权威等级为车辆设置初始声望分数；

声望证书请求：当车辆位于某个路侧单元的通信范围时，每隔Ω时间向可信机构请求临时私钥、声望证书以及秘密门限等级，其中Ω表示可信机构和车辆之间共享的时间参数；