[发明专利]一种基于虚拟Mix-zone的VANETs位置隐私保护系统及方法

摘要

一种基于虚拟Mix‑zone的VANETs位置隐私保护系统及方法。第三方信任机构在初始化阶段向车辆单元所在车辆节点和路边单元颁发公私钥对、假名和证书；控制服务器检测车辆节点假名更换，负责车辆节点假名更换过程、信誉值颁发和更新；车辆单元随车辆节点移动过程中在不同的路边单元之间切换移动，车辆单元在车辆节点的当前假名即将过期且无其他车辆节点请求建立虚拟Mix‑zone时请求建立虚拟Mix‑zone。本发明将基于虚拟Mix‑zone的位置隐私保护方案应用在VANETs中车辆节点的位置隐私保护中，在车辆密度不稳定时有效提高车辆节点的隐私保护强度；使用信誉机制激励自私车辆节点进行合作更换假名，有效保证目标车辆搜索到一定数量合作者，进一步保证车辆节点的位置隐私保护强度。

主权项

一种基于虚拟Mix‑zone的VANETs位置隐私保护系统，包括：第三方信任机构TA、若干个控制服务器CS和若干个路边单元RSU；第三方信任机构TA分别通过网络与控制服务器CS以及路边单元RSU连接，车辆单元OBU与路边单元RSU相连；车辆单元OBU与控制服务器CS或第三方信任机构TA通信需通过路边单元RSU；路边单元RSU负责车辆单元OBU与第三方信任机构TA、控制服务器CS间的通信以及车辆单元OBU的网络接入；其特征在于，第三方信任机构TA与控制服务器CS完全可信，车辆单元OBU之间互不可信，车辆单元OBU与路边单元RSU之间互不可信；第三方信任机构TA在初始化阶段向车辆单元OBU和路边单元RSU颁发公私钥对、假名和证书；且系统中仅TA能够揭露车辆节点的真实身份；控制服务器CS检测车辆节点假名的更换，负责控制和调整车辆节点假名更换过程，并负责车辆节点信誉值的颁发和更新：控制服务器CS检测更换假名的车辆节点并计算总数，控制服务器CS计算更换假名的车辆节点新的信誉值，控制服务器CS广播各车辆节点更新后的信誉值；车辆单元OBU随车辆节点移动过程中在不同的路边单元RSU之间切换移动，车辆单元OBU在车辆节点的当前假名即将过期且无其他车辆节点请求建立虚拟Mix‑zone时请求建立虚拟Mix‑zone；车辆单元OBU在车辆节点接收到请求消息时根据两个车辆节点的信誉值以及其自身假名的有效期判断是否进行合作，合作则生成足迹签名，并将包含足迹签名的应答消息反馈给发出请求消息的车辆节点；发出请求消息的车辆节点在接收应答的截止时间时选择合作车辆节点并生成足迹签名集，在虚拟Mix‑zone生成的时间时目标车辆节点及其合作车辆节点建立虚拟Mix‑zone，合作车辆节点和目标车辆节点在虚拟Mix‑zone内更换假名。