[发明专利]一种基于博弈分析的车联网假名更换方法

摘要

本发明涉及一种基于博弈分析的车联网假名更换方法。在混合区机制的基础上，该方法引入博弈分析方法来解决隐私个性化保护的问题，即在给定轨迹熵和攻击者能力的情况下，通过求解攻防博弈中的纳什均衡来选择最优的假名替换策略。本发明方法不仅保证了车辆移动轨迹的高匿名性，而且能够减少车辆的假名更替次数，提高服务质量。

主权项

1.一种基于博弈分析的车联网假名更换方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、车辆的注册阶段：车辆接入车联网前，首先向认证中心注册，并登记车辆信息；认证中心将为每个车辆分配M个身份信息，每个身份信息包含车辆注册后初始k＝1，即采用第一个假名PK_i¹，对应的私钥和证书分别为SK_i¹,Cert_i¹；PK和SK为公私钥对，Cert为认证中心签发给该身份的证书；M值取决于车辆总的假名更换次数；步骤S2、车辆的行驶阶段：S21、行驶初始化：在开始一次行驶计划前，车辆首先自定义本次行驶计划的轨迹隐私度阈值Q_i；S22、假名更换阶段：S221、当进入路口前，车辆V_i首先计算自身的轨迹熵：假设车辆在进入第l个路口前，其轨迹熵计算方法如下：H_i(t_l')＝max(H_i(t_l‑1)‑λ(t_l'‑t_l‑1),0)其中，λ为攻击者的攻击能力，取值范围为0<λ<1，λ值越大，表示攻击者的攻击能力越强，车辆轨迹熵随时间损失越大；t_j'和t_j分别为车辆到达和离开第j个路口的时间；H_i(t₀)初始化为0，即在未更换假名前，所有车辆的轨迹熵均为0；S222、车辆V_i向路边单元RSU申请加入假名更换博弈：首先，车辆V_i向路边单元RSU发送包含车辆信息的请求消息来申请加入假名改变博弈G；然后，路边单元RSU验证车辆的合法性和真实性后向车辆V_i发送确认消息；S223、路边单元的博弈计算：路边单元RSU按周期执行博弈计算，假设当前周期内有n部车辆申请参与假名更换博弈，则按如下步骤执行博弈分析：S2231、初始化V＝{v₁,v₂,…,v_n}；S2232、令N＝|V|，如果N≤1，并结束博弈；S2233、分别计算V中的每辆车更换假名的收益U_i，如果U_i(C)<0，则把车辆v_i剔除，即V＝V‑{v_i}；其中U_i的计算公式如下：其中，C为改变假名所需要付出的成本，C＝C₁+C₂，C₁为一个假名资源的成本，C₂为因假名改变而中止所有车联网通信导致的损失成本，C的取值范围为0<C<1。α_i(t_l')为车辆V_i在t_l'时刻改变假名的意愿值，S2234、如果|V|不等于N，则跳转到步骤S2232；否则更新所有车辆的轨迹熵，其中轨迹熵更新算法如下：S224、路边单元将博弈结果返回给车辆：博弈结束后，路边单元RSU将向参与博弈的车辆V_i发送包含博弈后的轨迹熵值消息；S225、车辆更新假名过程：车辆根据收到路边单元RSU返回的博弈结果决定是否改变假名，如果H_i(t_l)≠H_i(t_l')，则令k＝k+1，并更新使用第k个身份，同时将该消息反馈给路边单元RSU；成功激活假名的车辆退出混合区继续行驶，并使用新假名广播信标信息；如果H_i(t_l)＝H_i(t_l')，车辆V_i继续保持原使用的假名；路边单元RSU收到车辆反馈消息后，继续该更新信息上报认证中心。