[发明专利]基于同态加密的车辆自组织网络的认证系统及方法

摘要

本发明提出了一种基于同态加密的车辆自组织网络的认证系统及方法，解决现有技术中存在认证成本高和效率低的技术问题。认证方法包括：路侧单元及车辆注册，路侧单元注册请求模块和可信机机构对路侧单元注册响应模块完成路侧单元的注册，车辆注册请求模块和可信机机构对车辆注册响应模块完成车辆的注册；车辆生成当前假名，V2R阶段车辆认证请求模块生成车辆当前假名；V2R阶段认证，V2R阶段车辆认证请求模块、V2R阶段路侧单元认证响应模块以及可信机构认证响应模块共同完成V2R阶段认证；V2V阶段认证，V2V阶段车辆认证请求模块、V2V阶段路侧单元认证响应模块以及可信机构认证响应模块共同完成V2V阶段认证。

主权项

1.一种基于同态加密的车辆自组织网络的认证系统，包括可信机构模块以及可信机构模块连接的多个路侧单元模块，每个路侧单元模块包括多个车辆模块，其特征在于：所述路侧单元模块，包括路侧单元注册请求模块、V2R阶段路侧单元认证响应模块和V2V阶段路侧单元认证响应模块，其中：路侧单元注册请求模块，用于向可信机构对路侧单元注册响应模块发送路侧单元注册请求模块对应的路侧单元RSU_j的真实身份ID_j和公钥同时存储可信机构对路侧单元注册响应模块发送的对路侧单元RSU_j公钥的签名和可信机构的公钥pk_TA；V2R阶段路侧单元认证响应模块，用于存储可信机构对车辆注册响应模块发送的车辆V_w的初始假名和单向哈希链尾值向V2R阶段车辆认证请求模块广播ID_j；判断车辆V_w的当前假名请求加入的路侧单元的ID、车辆V_w假名序列号l'和哈希值中ID和的合法性；采用Paillier同态加密生成的解u_w；向V2R阶段车辆认证请求模块发送ID_j和u_w；将和c_w发送给可信机构认证响应模块，其中c_w是V2R阶段路侧单元认证响应模块对应的路侧单元RSU_j产生的随机数；V2V阶段路侧单元认证响应模块，用于接收V2V阶段车辆认证请求模块发送的两辆车总体的认证请求消息；将两辆车总体的所属性认证请求消息发送给可信机构认证响应模块；接收两辆车总体的所属性认证响应消息；将两辆车总体的认证响应消息发送给V2V阶段车辆认证请求模块；所述车辆模块，包括车辆注册请求模块、V2R阶段车辆认证请求模块和V2V阶段车辆认证请求模块，其中：车辆注册请求模块，用于向可信机构对车辆注册响应模块发送车辆注册请求模块对应的车辆V_w的真实身份ID_w和同时存储可信机构对车辆注册响应模块发送的pk_TA和路侧单元身份表table(ID_RSU)，其中ID_RSU是多个路侧单元真实身份的总称；V2R阶段车辆认证请求模块，用于判断V2R阶段路侧单元认证响应模块广播的ID_j的合法性，采用Paillier同态加密生成车辆V_w的当前假名并存储，向V2R阶段路侧单元认证响应模块发送ID、l'和并接收V2R阶段路侧单元认证响应模块发送的ID_j和u_w，采用Paillier同态加密生成车辆V_w的u_w的解V2V阶段车辆认证请求模块，用于向V2V阶段路侧单元认证响应模块发送两辆车总体的认证请求消息，并接收V2V阶段路侧单元认证响应模块发送的两辆车总体的认证响应消息；所述可信机构模块，包括可信机构对路侧单元注册响应模块、可信机构对车辆注册响应模块和可信机构认证响应模块，其中：可信机构对路侧单元注册响应模块，用于存储路侧单元注册请求模块发送的ID_j和并向路侧单元注册请求模块发送和pk_TA；可信机构对车辆注册响应模块，用于存储车辆注册请求模块发送的ID_w和采用Paillier同态加密生成的车辆的初始假名并存储，向车辆注册请求模块发送pk_TA和table(ID_RSU)并向V2R阶段路侧单元认证响应模块发送和可信机构认证响应模块，用于存储V2R阶段路侧单元认证响应模块和c_w，接收V2V阶段路侧单元认证响应模块发送的两辆车总体的所属性认证请求消息并将两辆车总体的所属性认证响应消息发送给V2V阶段路侧单元认证响应模块。