【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無線網絡安全，尤其涉及一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法。
技術介紹
1、近年來，隨著5g和物聯網等新一代信息技術不斷發展，車聯網(vehicular?ad-hocnetworks，vanets)正在快速普及和應用。vanets可以提升駕駛安全性、改善駕乘體驗、增強車輛管理效率，給人們的出行生活帶來諸多便利。vanets是指通過互聯網技術將汽車、交通設施、行人以及各種服務平臺連接起來，實現信息的共享與交互的巨大互動網絡。基于霧計算的vanets系統架構由云層、霧層、邊緣層組成，其中云層的可信權威機構(trustedauthority,ta)部署在政府部門的云服務器上；霧層包括霧層可信節點(rta)，其位于云層與邊緣層之間，受云層管理；邊緣層主要有車輛、路邊單元(road-side?unit，rsu)以及攻擊者部署的竊聽裝置組成，并且每輛車都配備有車載單元(on-board?unit，obu)。vanets中主要有兩種通信方式，分別為車輛到車輛的通信(vehicle-to-vehicle，v2v)和車輛到基礎設施的通信(vehicle-to-infrastructure，v2i)。obu將其傳感器生成的消息發送給其他車輛或rsu，rsu具有轉發消息的功能，負責轉發車輛與ta之間的消息，ta作為整個系統的管理員，負責系統的安全管理問題。vanets中傳輸的信息包括大量的個人信息，具體包括車主身份信息，車輛位置信息以及車輛軌跡信息等。這些信息在傳輸過程中可能會被攻擊者非法竊取，而車輛位置信息的暴露勢必會對車主的
2、保護用戶數據安全和隱私成為vanets的重要任務。為了防止攻擊者通過車輛的通信數據追蹤到用戶的真實身份，可以使用假名來代替車輛的真實身份進行通信，從而保護用戶的身份隱私。而車輛長期使用一個假名會導致攻擊者建立起車輛的假名與真實身份的關聯，所以需要在合適的時機以及合適的地點對假名進行更換。針對此問題，目前已經提出了許多方案來實現假名的更換，主要有基于混合區的假名更換策略和基于混合上下文的假名更換策略，其中基于混合區的假名更換策略通常在城市中的十字路口、停車場等交通繁忙的地點進行假名更換，該策略需要rsu的全面覆蓋，過度依賴rsu；基于混合上下文的假名更換策略雖然允許車輛獨立地決定在何時何地更換其假名，但該策略面臨假名管理高延遲和高成本的挑戰。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法；車輛首先在系統初始化階段獲取假名，并通過計算駕駛相似性來確定假名更換區域，多輛車輛合作進行假名交換，減少了對于rsu的依賴，消除其局限性。
2、一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，包括以下步驟：
3、步驟s1：車輛假名獲取；
4、具體為，使用假名更換系統進行車輛假名獲取，所述假名更換系統包括三層結構：云層、霧層、邊緣層；
5、步驟s100：正式加入vanets前，車輛在云層ta處進行注冊；
6、步驟s101：云層ta為車輛配備私鑰sk、公鑰pk、長期假名pidl以及證書certri；
7、步驟s102：車輛進入霧層rta的管理區域并接收到rta的短期假名分發的定期廣播時，向最近的路邊單元rsu發送消息msgc＝{reqs||pidl||trep}，其中reqs是短期假名的請求標識符，pidl是車輛的長期假名，trep是當前的時間戳；
8、步驟s103：rsu對車輛的真實身份進行驗證；
9、步驟s104：若驗證通過，rsu將msgc轉發給rta；若驗證失敗，則直接丟棄消息；
10、步驟s105：rta完成認證流程后，結合車輛的具體需求生成短期假名集合pids＝{pid1,pid2,pid3……pidi}，pidi為第i個短期假名，rsu將pids發送給車輛；
11、步驟s106：車輛選擇pid1作為初始假名，當pid1的使用時間達到設定閾值β時，使用下一個短期假名，即pid2替換pid1，若車輛駛離當前rta的覆蓋范圍，則執行步驟s102；
12、步驟s2：確定假名更換區域；
13、步驟s200：當車輛已使用的假名數量超過設定的臨界值，且現在正在使用的短期假名即將到達有效期限時，車輛va向設定的一定范圍內廣播一條請求消息msg＝{reqi||pidi||trep}，尋求與其他車輛的協作，其中reqi是啟動組密鑰加密的請求標識符，pidi是車輛va的短期假名，trep是當前的時間戳；
14、步驟s201：vrange中的車輛收到車輛va的請求消息msg，并驗證車輛va的pidi是否合法；若車輛va的pidi合法，則執行步驟s202；否則跳過此步驟；其中vrange是車輛va通信覆蓋范圍內所有車輛組成的集合；
15、步驟s202：vrange中有更換假名意愿的車輛集合vchange計算自己與車輛va之間的速度相似度；所述的速度相似度的計算方法如下：
16、車輛va和車輛vb之間的速度相似度simv如下式所示：
17、
18、δv＝vmax-vmin(vmax,vmin∈vchange)
19、其中vi是車輛va的速度，vj是車輛vb的速度，車輛vb∈vchange，vmax和vmin是vchange中最大速度和最小速度；
20、步驟s203：vchange中的車輛計算自己與車輛va之間的方向相似度；所述方向相似度計算方法如下：
21、車輛va和車輛vb之間的方向相似度simd如下式所示：
22、
23、δd＝dmax-dmin(dmax,dmin∈vchange)
24、其中di是va沿水平坐標的移動方向，dj是車輛vb沿水平坐標的移動方向，δd是所有車輛方向范圍的最大值和最小值之差，即方向變化的總跨度；
25、步驟s204：vchange中的車輛進一步計算自己與車輛va之間的位置相似度；所述位置相似度計算方法如下：
26、計算車輛va和車輛vb之間的位置相似度siml：
27、
28、其中(xi,yi)是車輛va的位置坐標，(xj,yj)是車輛vb的位置坐標，δl代表了集合中任意兩輛車之間的最大物理距離；
29、步驟s205：vchange中的車輛計算自己與車輛va之間的行駛狀態相似性，并基于行駛狀態相似性判斷是否響應車輛va的合作進行假名更換請求；所述行駛狀態相似性計算方法如下：
30、計算車輛va和車輛vb之間的行駛狀態相似性sim：
31、
32、其中w1、w2、w3是權重因子，并且均大于0；車輛vb向車輛va發送消息msgvb＝{sim||trep||pidvb}，其中sim是va和vb之間的行駛狀態相似性，trep是當前的時間戳，pi本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，所述步驟S1具體為，使用假名更換系統進行車輛假名獲取，所述假名更換系統包括三層結構：云層、霧層、邊緣層。
3.根據權利要求2所述的一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種面向車聯網的基于車輛相似性的假名更換方法，其特征在于，所述步驟s1具體為，使用假名更換系統進行車輛假名獲取，所述假名更換系統包括三層結構：云層、霧層、邊緣層。
3.根據權利要求2所述的一種面向...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙聰，葛萱，楊毅康，李菁菁，李賀，
申請(專利權)人：南陽師范學院，
類型：發明
國別省市：
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