[发明专利]基于虚拟车辆的5G车载网络中的位置隐私保护方法及系统

说明书

本发明公开一种基于虚拟车辆的5G车载网络中的位置隐私保护方法及系统，包括可信中心TA、5G‑基站5G‑BS、敏感度管理机构SAMD、边缘服务器ES_j和车辆，用虚拟车辆来保护车辆的位置隐私，在位置隐私敏感区域中，系统将根据车辆的实际位置隐私需求添加虚拟车辆，从而达到迷惑敌人的目的，以实现位置隐私保护。另外，本发明通过虚拟假名熵来衡量车辆在某一区域可以达到的位置隐私度。

技术领域

本发明属于车联网隐私安全保护技术，具体涉及一种基于虚拟车辆的5G车载网络中的位置隐私保护方法及系统。

背景技术

近年来，5G技术迎来了的质的飞跃。由于它在延迟、系统容量、频谱效率、通信范围和通道可靠性方面的改进，同时具有支持设备到设备通信的特点，它将为移动互联网产业的发展带来巨大的契机。

所谓的车联网(VANETs)，是众多不同类型的车辆在无线网络环境下借助其安装的车载单元(OBU)与其他实体相互通信，从而形成分布式自组织网络。为了提高车主的驾车体验和保障车主的安全，车辆需要周期性的向周围车辆广播安全信息，包括位置、速度、朝向、加速度等信息。尽管车联网中车辆行驶的安全得到了一定保障，但安全信息的泄露会使车主的位置隐私受到威胁，敌手可以通过车辆的位置信息获得车主的个人隐私，包括车主的家庭住址、工作单位等，这会给车主带来很大的危险。因此车联网必须提供足够强大的位置隐私保护机制，确保车主的隐私能够得到保护。

传统的方案考虑使用假名的方法来实现位置隐私，即车辆使用假名来广播安全信息，以阻止敌手的追踪。遗憾的是，这些方案中假名更换受车辆数目的限制，在车辆数较少的情况下，盲目地进行假名更换会带来极大的安全威胁，但是长时间使用同一假名仍然会使车辆的位置隐私受损。同时，这些方案考虑的车辆假名更换的区域并没有包含一些位置隐私需求较高的区域，如政府机关、医院等，而车辆在这些区域的位置隐私亟需保护。

5G技术具有高可靠、低时延等特性，能够使车辆之间更快地建立连接，实现高效的交流合作，从而保护车辆的位置隐私。然而，目前并没有技术考虑到5G车联网中对于位置隐私敏感区域以及假名更换区域中车辆数较少时的情况下的位置隐私保护。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于虚拟车辆的5G车载网络中的位置隐私保护方法及系统，本发明能够使得车辆在发送安全信息时，能够对车辆的位置隐私进行更加有效的保护。

技术方案：本发明的一种基于虚拟车辆的5G车载网络中的位置隐私保护方法，包括以下步骤：

步骤S1、系统初始化

所有车辆均在可信中心TA中注册，获取行程中将使用的信息，包括用于通信的公钥私钥和证书Cert_i、以及用于发送安全信息的假名公钥私钥和证书同时车辆初始化假名策略管理模块PAMM；

步骤S2、敏感区域加入

车辆在行驶过程中会实时监测自己的位置，若车辆到达敏感区域SA_j，则与边缘服务器ES_j协商会话密钥，若车辆未到达敏感区域SA_j，则不作任何响应；

步骤S3、假名更换

当车辆位于敏感区域SA_j内，则使用假名广播安全信息，此时进入假名更换准备阶段，即车辆根据和边缘服务器交互信息决定是否参与本次假名更换，并在决定进行假名更换后再进行正式的假名更换进程，其中，通过假名策略管理模块PAMM计算车辆在敏感区域的假名更换策略；

步骤S4、敏感区域离开

当车辆判断自己的位置不属于敏感区域SA_j时，将删除与边缘服务器ES_j的会话信息；若边缘服务器ES_j对应时间段内没有收到车辆发送的消息，删除与对应车辆的会话消息。