CN102624917A - 一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统 - Google Patents

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一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，由位置共享服务器群、路侧单元RSU及车载单元OBU组成；所述的位置共享服务器群、路侧单元RSU及车载单元OBU通过无线网络互联互通。本发明的有益效果在于：通过采取了广播加密位置信息和匿名化车载单元OBU标识两种机制，使位置共享服务器群不能够得到正确的用户信息；采取了基于属性加密的机制保证了用户的身份标识只能被真正的路侧单元RSU解密；在用户位置分享过程中采用了基于属性加密的机制，通过该机制，有效且灵活的限制读取他位置信息的人。

Description

一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统
技术领域
本发明涉及车联网的隐私保护领域，具体涉及一种基于广播和属性加密技术的车联网车辆位置隐私保护系统。
背景技术
随着车辆在现代社会中的大规模和高频率使用，通过建立车用自组织网络VANETs(vehicular ad hoc networks)，又称车联网，该车联网构成“智能汽车”网络基础环境。通过车联网可以有效提升驾驶体验，驾车者可以有效的通过位置共享服务深入了解实时的驾驶环境并且准确定位周围朋友的位置。
但该车联网存在隐私易被泄露的问题。由于提供位置分享服务的第三方能够收集用户的位置信息，同时用户访问特定地点的行为是与用户的身份信息密切相关的，因此，第三方不但可以定位用户的位置信息，而且通过长期对用户位置信息的收集与分析，用户的一个完整的侧写将在第三方面前展露无遗。作为用户位置共享信息的发布者，在线社会网络已知用户的身份以及社会关系，如果再加上用户的位置信息，则用户的一举一动将尽在其掌握之中。
近些年来，提出了很多减少基于位置服务LBS(Location Based Service)提供者获得的隐私信息的解决方案。例如：通过查询的方式来获得位置信息用以避免隐私的泄露、通过对匿名空间的查询来获得位置信息从而防止基于位置的身份猜测，但这些方案大都是通过模糊处理或是匿名化来解决隐私保护的问题。同时对于车联网的位置共享，用户的目标是通过第三方与自己的朋友分享位置信息用以促进用户之间的交流，而不是要求第三方提供一些具体的服务。因此模糊处理与匿名化不是最佳的选择。
发明内容
本发明是针对现有技术的不足，提出的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，该系统在保证车联网位置共享服务的同时能有效的保护隐私信息不被泄露。
本发明所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，由位置共享服务器群、路侧单元RSU(Road-Side Units)及车载单元OBU(On board Unit)组成；所述的位置共享服务器群、路侧单元RSU及车载单元OBU通过无线网络互联互通。
所述的位置共享服务器群采用中心云架构，用以维护位置共享应用以及处理路侧单元RSU上传的数据；所述的路侧单元RSU置于车辆经过的路段，用以提供与车载单元OBU的无线认证和交互功能；所述的车载单元OBU安装在车辆中用以提供无线通信、信息产生、加工及处理功能。
进一步的，所述的车载单元OBU具有唯一的标志集。
进一步的，所述的位置共享服务器群内存储有对应车载单元OBU标志集的Hash值及对应车载单元OBU拥有者的电子邮箱，所述的Hash值与所述的电子邮箱绑定。
所述路侧单元RSU存储有车载单元OBU的标志集。
进一步的，所述的车载单元OBU通过无线网络与互联网连通。
利用本发明所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统实现隐私保护的方法为：
步骤一：所述的车载单元OBU使用基于属性加密算法加密车载单元OBU标识集，将位置信息、时间以及加密后的车载单元OBU标识集周期性的发送给路侧单元RSU；
步骤二：路侧单元RSU用私钥解密车载单元OBU的标识集，以车载单元OBU的标识集作为广播加密的密钥加密收集到的信息，并将加密后的信息以及标识集的Hash值前缀周期性的发送给位置共享服务器群；
步骤三：位置共享服务器群接收到信息密文后，将密文发送给车载单元OBU标识集的Hash值前缀所对应的用户的电子邮箱。
步骤四：车载单元OBU下载电子邮箱中的电子邮件并利用其标识集作为密钥解密被广播加密的位置信息；
步骤五：车载单元OBU对接收到的信息设定访问控制权限，并将此访问控制的属性作为密钥，使用基于属性的加密算法加密位置信息，同时将加密后的位置信息发布到在线社交网络中；
步骤六：满足访问控制属性的用户将其属性作为密钥解密得到的好友位置信息。
进一步的，所述路侧单元RSU解密车载单元OBU标识集的私钥为车载单元OBU标识集。
进一步的，可以使用其他电子产品收取电子邮件并收到信息设定访问控制权限，同时将此访问控制的属性作为密钥，使用基于属性的加密算法加密位置信息，并将加密后的信息发布到在线社会网络上。
本发明的有益效果在于：①通过采取了广播加密位置信息和匿名化车载单元OBU标识两种机制，一方面使位置共享服务器群不能够得到正确的用户信息，另一方面可以防范位置共享服务提供者猜测用户的信息，通过选择车载单元OBU标识的前缀长度来降低位置共享服务提供者猜测命中的概率从而保护用户的因素；②采取了基于属性加密的机制保证了用户的身份标识只能被真正的路侧单元RSU解密；③用户位置分享过程中采用了基于属性加密的机制，通过该机制，有效且灵活的限制读取他位置信息的人。
附图说明
图1一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统部署拓扑图；
图2一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统数据访问示意图
具体实施方式
如图1所示，一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，由位置共享服务器群、路侧单元RSU(Road-Side Units)及车载单元OBU(On board Unit)组成；所述的位置共享服务器群、路侧单元RSU及车载单元OBU通过无线网络互联互通。
如图2所示，一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统实现隐私保护的方法为：
步骤一：车载单元OBU使用基于属性加密算法加密车载单元OBU标识集，将位置信息、时间以及加密后的车载单元OBU标识集周期性的发送给路侧单元RSU；
步骤二：路侧单元RSU用私钥解密车载单元OBU的标识集，以车载单元OBU的标识集作为广播加密的密钥加密收集到的信息，并将加密后的信息以及标识集的Hash值前缀周期性的发送给位置共享服务器群；
步骤三：位置共享服务器群接收到信息密文后，将密文发送给车载单元OBU标识集的Hash值前缀所对应的用户的电子邮箱。
步骤四：车载单元OBU下载电子邮箱中的电子邮件并利用其标识集作为密钥解密被广播加密的位置信息；
步骤五：车载单元OBU对接收到的信息设定访问控制权限，并将此访问控制的属性作为密钥，使用基于属性的加密算法加密位置信息，同时将加密后的位置信息发布到在线社交网络中；
步骤六：满足访问控制属性的用户将其属性作为密钥解密得到的好友位置信息。
另外，用户可以使用其他电子产品收取电子邮件并收到信息设定访问控制权限，同时将此访问控制的属性作为密钥，使用基于属性的加密算法加密位置信息，并将加密后的信息发布到在线社会网络上。
在本发明中，为防止假冒路侧单元的第三者获得车载单元的位置以及身份标识信息，车载单元与路侧单元第一次连通时时路测单元会存储车载单元的标识集，车载单元对访问标识加密，将加密后的标识与位置信息发送给路侧单元，只有真实的路侧单元，即拥有合法私钥的路侧单元才能解密车载单元的标识，以防止第三方伪装成路侧单元窃取车载单元的位置信息。路侧单元用解密后的车载单元标识对车载单元的位置、时间信息进行广播加密并发送给位置共享服务器。
另外，为限制信息只能被特订的用户阅读，本发明中使用了基于属性的加密算法加密了信息。该算法基于解密者拥有加密者限定的访问权限结构，例如朋友，邻居等。用户从邮箱中下载到位置信息后，用自己的车载单元标识对其进行解密得到位置与时间信息，成功后用户选定特定的访问权限结构对位置以及时间信息加密，并将加密后的密文发布到在线社交网络中，如facebook。满足该用户设定的访问权限结构的用户则能够解密该消息，获得用户的实时位置信息。
同时，为了保护用户的位置隐私不被不可信的第三方，如位置共享服务提供者得到，路侧单元在上传用户的位置信息给服务器之前，使用广播加密对得到的位置信息进行了加密。路侧单元使用车载单元的身份标识集构建位置信息的密文，只有标识集中对应的车载单元才能解密，用以防止服务器或是恶意的攻击者得到用户的位置隐私。路侧单元通过广播的方式，将密文发送给所有的用户。

Claims (7)

1.一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，由位置共享服务器群、路侧单元RSU及车载单元OBU组成；所述的位置共享服务器群、路侧单元RSU及车载单元OBU通过无线网络互联互通；所述的车载单元OBU通过无线网络与互联网连通；所述的位置共享服务器群采用中心云架构，用以维护位置共享应用以及处理路侧单元RSU上传的数据；所述的路侧单元RSU置于车辆经过的路段，用以提供与车载单元OBU的无线认证和交互功能；所述的车载单元OBU安装在车辆中用以提供无线通信、信息产生、加工及处理功能。
2.如权利要求1所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，其特征在于，所述的车载单元OBU具有唯一的标志集。
3.如权利要求1所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，其特征在于，所述的位置共享服务器群内存储有对应车载单元OBU标志集的Hash值及对应车载单元OBU拥有者的电子邮箱，所述的Hash值与所述的电子邮箱绑定。
4.如权利要求1所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统，其特征在于，所述路侧单元RSU存储有车载单元OBU的标志集。
5.利用本发明所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统实现隐私保护的方法为：
步骤一：所述的车载单元OBU使用基于属性加密算法加密车载单元OBU标识集，将位置信息、时间以及加密后的车载单元OBU标识集周期性的发送给路侧单元RSU；
步骤二：路侧单元RSU用私钥解密车载单元OBU的标识集，以车载单元OBU的标识集作为广播加密的密钥加密收集到的信息，并将加密后的信息以及标识集的Hash值前缀周期性的发送给位置共享服务器群；
步骤三：位置共享服务器群接收到信息密文后，将密文发送给车载单元OBU标识集的Hash值前缀所对应的用户的电子邮箱。
步骤四：车载单元OBU下载电子邮箱中的电子邮件并利用其标识集作为密钥解密被广播加密的位置信息；
步骤五：车载单元OBU对接收到的信息设定访问控制权限，并将此访问控制的属性作为密钥，使用基于属性的加密算法加密位置信息，同时将加密后的位置信息发布到在线社交网络中；
步骤六：满足访问控制属性的用户将其属性作为密钥解密得到的好友位置信息。
6.如权利要求5所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统实现隐私保护的方法，其特征在于，所述路侧单元RSU解密车载单元OBU标识集的私钥为车载单元OBU标识集。
7.如权利要求5所述的一种基于广播和属性加密技术的隐私保护系统实现隐私保护的方法，其特征在于，可以使用其他电子产品收取电子邮件并收到信息设定访问控制权限，同时将此访问控制的属性作为密钥，使用基于属性的加密算法加密位置信息，并将加密后的信息发布到在线社会网络上。
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