一種基于虛擬用戶的車載自組織網絡假名變換方法技術

本發明專利技術公開了一種基于虛擬用戶的車載自組織網絡假名變換方法，屬于信息安全領域。該方法中，需要變換假名的車輛vi向路邊單元提出變換假名的請求，由路邊單元通知附近車輛和群主配合該車輛進行假名的變換。再由路邊單元向vi發送臨時身份TIDi，群主向vi發送群公鑰GPK和群私鑰GSK。vi在群中利用臨時身份進行假名變換請求信息的廣播，同時利用群公鑰進行beacon信息的發送。其中，群主由被授權的路邊單元擔當。群主中存儲著n個虛擬用戶的信息，在收到假名變換的消息后，便模擬正常車輛響應此消息。vi在接收到的響應消息中挑選假名替換掉舊假名。該方法相比已有的模型更具靈活性，解決了車輛在變換假名期間需要的車輛密度問題。

A method of alias transformation for vehicular ad hoc network based on virtual user

The invention discloses a method for converting a pseudonym based on a virtual user to a vehicular ad hoc network. In this method, the vehicle needs to transform VI kana roadside unit are proposed to transform the kana request by the roadside unit notify nearby vehicles and the vehicle group with kana transform. By the roadside unit to send VI temporary identity TIDi sent to VI, group GPK and group GSK group public key private key. VI makes use of the temporary identity in the group to carry out the request information of the false name transformation, and uses the group public key to transmit the beacon information. Among them, the main unit is authorized to play by the roadside. In the main store of N virtual users information received in kana conversion after the message, then simulate the normal vehicle response to this message. VI selects a pseudonym to replace the old kana in the received response message. Compared with the existing models, the proposed method is more flexible and can solve the problem of vehicle density in the process of changing kana.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及信息安全領域，具體為車載自組織網絡隱私保護中一種基于虛擬用戶的假名變換的方法。
技術介紹
道路安全如今已經成為社會熱點問題之一，越來越多的車輛生產商選擇為車輛配備無線通信設備和智能計算設備，由此產生了車載自組織網絡(VehicularAd-hocNetwork，VANET)。車載自組織網絡是由車載單元(OBU:OnBoardUnit)和路邊單元(RSU:RoadSideUnit)組成的自組織網絡。其中，車載單元允許車輛與車輛和車輛與路邊單元的通信，路邊單元允許車輛與其他基礎服務設施的通信。車載自組網絡的建立使得道路上的車輛形成智能交通網絡，提高了道路安全性，增強了信息共享功能。作為新興技術的一種，車載自組網絡同樣面臨著安全威脅。與傳統的移動自組織網絡相比，車載自組網絡拓撲結構變化速度更快，節點不能維持穩定的連接，有關車輛的隱私泄露的可能性更大。這就要求在設計車載自組網絡的同時，要兼顧用戶對隱私保護的需求。實際上，在車輛行駛的過程中，需要保持定期廣播包括當前位置、方向和速度等的信標信息，如果使用車輛的真實身份，隱私將會很容易泄露，而使用假名能夠有效的保護隱私。2011年，Palanisamy等人提出混合區的位置是固定的，且需要k輛車參與形成k匿名區。2005年，Huang等人提出了使用了靜默期，即假名交換時不向外廣播任何信息，這種方法能夠掩蓋新舊假名時間和空間上的聯系。但靜默期的選擇是困難的，因此2009年，Buttyan等人將車輛的速度作為靜默期的選擇標準，低速時交通事故較少，遂將靜默期設置在低速時。對于加密方案來說，2007年，Freudiger等人提出了CMIX(CryptographicMIX-zone)協議，即創建對稱密鑰k并作為混合區的空間密鑰，由RSU分發給進入混合區的合法車輛。車輛在混合區中發送的信息都必須經過加密才能發送。以上混合區的大小和位置都是固定的，而2013年，Ying等人設計了動態混合區(DMLP:全文)。在DMLP中，假名即將過期的車輛能夠動態的申請建立混合區，由控制中心計算決定混合區的大小，再通知其他被包含在混合區中的車輛。由此，目標車輛就能夠動態的更換假名。進而2015年，Ying等人在使用動態混合區的同時又考慮到了自私車輛，即不愿與同一混合區的其他車輛交換假名的車輛，提出了聲譽模型，較好的完善了交換假名的制度。1991年，Chaum等人提出了群簽名的三個特性：只有群成員能夠簽名信息；信息接收者只能驗證不能具體判斷信息發送者為哪位群成員；簽名能夠被打開。在2000年，Ateniese等人提出群簽名的屬性被進一步明確為正確性、不可偽造性、匿名性、無關聯性、防陷害性和可追蹤性。2007年，Lin等人將群簽名擴展并運用到車載自組網中，將群管理員劃分為群成員關系管理員及追蹤管理員，降低了證書的存儲開銷，同時提高了隱私的保護和道路安全的維護。然而無論是哪種混合區方法，目標車輛在更換假名期間都需要一定數量的相鄰車輛。而群簽名也只是在更換群的時候更換的假名，因為群中的每個群成員均使用群公鑰作為假名。在現實生活中，目標車輛不可能隨時擁有適合數量的相鄰車輛，而只在更換群的時候變換假名又使得假名的使用非常不靈活。康嘉文使用了混合區與群簽名的混合方法，因此，提供一種在此基礎上使用虛擬用戶解決車輛密度問題；假名到期的用戶可以動態申請入群，即使周圍的車輛數目較少，也能夠在虛擬用戶的協助下完成假名的變換工作的方法，已經是一個值得研究的問題。
技術實現思路
為了克服上述現有技術中的不足，本專利技術的提供了一種車載自組織網絡隱私保護中利用虛擬用戶完成假名變換的方法，以解決傳統假名變換方法中車輛密度問題。本專利技術的目的是這樣實現的：一種基于虛擬用戶的車載自組織網絡假名變換方法，具體步驟如下：第一步：對系統模型中的路邊單元、群主進行初始化，其中，群主由被授權的路邊單元擔當，群主中存儲的為n個虛擬用戶的信息；第二步：需要變換假名的車輛vi向路邊單元提出變換假名的請求，由路邊單元通知附近車輛和群主配合該車輛進行假名的變換；再由路邊單元向vi發送臨時身份TIDi，群主向vi發送群公鑰GPK和群私鑰GSK；第三步：vi在群中利用臨時身份進行假名變換請求信息的廣播，同時利用群公鑰進行beacon信息的發送，群主在收到假名變換的消息后，便模擬正常車輛響應此消息；vi在接收到的響應消息中挑選假名替換掉舊假名；第四步：假名變換完成后群主即可釋放虛擬用戶列表中的資源；所述的vi用舊假名提出假名變換請求并附上自己的證書Certi，路邊單元在決定是否建立群前需要驗證vi的證書是否合法；若證書驗證通過則建立假名變換群，若驗證不通過則不響應此消息。所述的群主由被授權的路邊單元擔當，其中存儲n組數據用來模擬正常車輛；在收到假名變換請求后，由n組數據形成虛擬用戶列表list＝{n1,n2,n3,......,nn本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于虛擬用戶的車載自組織網絡假名變換方法，其特征在于，具體步驟如下：第一步：對系統模型中的路邊單元、群主進行初始化，其中，群主由被授權的路邊單元擔當，群主中存儲的為n個虛擬用戶的信息；第二步：需要變換假名的車輛vi向路邊單元提出變換假名的請求，由路邊單元通知附近車輛和群主配合該車輛進行假名的變換；再由路邊單元向vi發送臨時身份TIDi，群主向vi發送群公鑰GPK和群私鑰GSK；第三步：vi在群中利用臨時身份進行假名變換請求信息的廣播，同時利用群公鑰進行beacon信息的發送，群主在收到假名變換的消息后，便模擬正常車輛響應此消息；vi在接收到的響應消息中挑選假名替換掉舊假名；第四步：假名變換完成后群主即可釋放虛擬用戶列表中的資源。

【技術特征摘要】
1.一種基于虛擬用戶的車載自組織網絡假名變換方法，其特征在于，具體步驟如下：第一步：對系統模型中的路邊單元、群主進行初始化，其中，群主由被授權的路邊單元擔當，群主中存儲的為n個虛擬用戶的信息；第二步：需要變換假名的車輛vi向路邊單元提出變換假名的請求，由路邊單元通知附近車輛和群主配合該車輛進行假名的變換；再由路邊單元向vi發送臨時身份TIDi，群主向vi發送群公鑰GPK和群私鑰GSK；第三步：vi在群中利用臨時身份進行假名變換請求信息的廣播，同時利用群公鑰進行beacon信息的發送，群主在收到假名變換的消息后，便模擬正常車輛響應此消息；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李興華，呂曉陽，劉宏月，楊衛東，李向陽，易海成，王寧，
申請(專利權)人：河南工業大學，
類型：發明
國別省市：河南;41