CN102857573B - 用于车载通信的安全鉴别方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车载通信的安全鉴别方法，包括：车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；如果所述消息的类型为安全类消息，则在所述车载单元接收所述消息之后，判断所述消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别。此外，还公开了一种用于车载通信的安全鉴别系统。本发明在检测到有安全类消息发布时，首先进行接收，保证了对安全预警的实时性要求，接收之后再对消息来源的身份进行鉴别，可阻止恶意节点危害，提高了车载通信系统的安全性。

Description

用于车载通信的安全鉴别方法和系统

技术领域

本发明涉及车载通信技术领域，尤其涉及一种用于车载通信的安全鉴别方法和一种用于车载通信的安全鉴别系统。

背景技术

随着汽车工业的蓬勃发展，城市交通拥堵、道路交通事故以及恶劣天气下道路交通安全成了亟待解决的问题。作为智能交通系统重要组成的车载环境无线接入(WirelessAccessinVehicularEnvironment，简称WAVE)网络，成为保障行车安全和提高交通效率的关键。WAVE是将无线通信技术应用于车辆间通信的自组织网络，对于发展移动通信，提升车辆的信息化自动化程度，减少交通事故，提高道路交通安全，具有十分重要的意义。

WAVE通信系统由3部分组成，包括车载单元(OnboardUnit，简称OBU)、路侧单元(RoadsideUnit，简称RSU)以及路网控制中心，如图2所示。OBU是安装在汽车上无线电收发设备，可以以无线方式，如Wi-Fi、3G和GPRS等方式与相连接的RSU以及其它OBU进行通信。RSU又称路旁单元，是安装在路旁的一种无线电收发设备。它可以为在其覆盖区域的OBU提供无线接入服务。网管人员能够在控制中心通过RSU在与其相连接的OBU中采集实时动态数据，然后形成控制指令通过RSU发送给相应的OBU。另外，控制中心还可以根据不同需要连接到不同的服务器，如智能交通系统、应用服务系统和鉴别服务器等，为OBU提供不同种类的服务。WAVE的通信机制有两种，一是路边基础设施和汽车通信，即固定接入点RSU和移动点OBU的通信，RSU与OBU之间的无线链路为R2V；二是汽车和汽车之间通信，即OBU与OBU之间的通信，OBU与OBU之间的无线链路为V2V。

WAVE技术可以广泛应用于智能交通、辅助驾驶、车载娱乐等方面。但是，信息安全问题是WAVE技术中的有待解决的问题。如果通信安全的问题得不到有效解决，恶意节点就可能对网络进行攻击，从而干扰交通，窃取驾驶者位置信息等。车载通信有其自身的特点，在某些特定场景，如发生车祸或者车辆发现前面有障碍物，需要迅速及时地发布和接收安全类信息，以达到安全预警的效果，如防止后面的车辆追尾等。因此，在车载通信中处理安全类消息时需要兼顾效率问题和安全问题，从而既阻止恶意节点危害，如窃取网络资源，恶意干扰交通等，又要满足安全类消息对安全预警实时性的要求。这是目前车载通信领域迫切需要解决的一个问题。

发明内容

基于此，本发明提供了一种用于车载通信的安全鉴别方法和一种用于车载通信的安全鉴别系统。

一种用于车载通信的安全鉴别方法，包括以下步骤：

车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；

如果所述消息的类型为安全类消息，则在所述车载单元接收检测到的消息之后，判断检测到的消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；

根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别；

根据所述鉴别结果，如果作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份不合法，则将接收的所述消息按垃圾信息处理。

与一般技术相比，本发明用于车载通信的安全鉴别方法，当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，先对消息类型进行判断，如果接收到的消息是安全类消息，则车载单元先对消息进行接收，然后再判断消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是其它车载单元，并根据消息来源的判断结果进行相应的身份验证。在检测到有安全类消息发布时，首先进行接收，保证了对安全预警的实时性要求，接收之后再对消息来源的身份进行鉴别，可阻止恶意节点危害，提高了车载通信系统的安全性。

一种用于车载通信的安全鉴别系统，包括消息类型判断模块、消息来源判断模块和身份鉴别模块；

所述消息类型判断模块，用于当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；

所述消息来源判断模块，用于当所述消息的类型为安全类消息时，在所述车载单元接收检测到的消息之后，判断检测到的消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；

所述身份鉴别模块，用于根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别；

还包括信息处理模块，用于当作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份不合法时，将接收的所述消息按垃圾信息处理。

与一般技术相比，本发明用于车载通信的安全鉴别系统，当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，先对消息类型进行判断，如果接收到的消息是安全类消息，则车载单元先对消息进行接收，然后再判断消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是其它车载单元，并根据消息来源的判断结果进行相应的身份验证。在检测到有安全类消息发布时，首先进行接收，保证了对安全预警的实时性要求，接收之后再对消息来源的身份进行鉴别，可阻止恶意节点危害，提高了车载通信系统的安全性。

附图说明

图1是本发明用于车载通信的安全鉴别方法的流程示意图；

图2是车载通信WAVE网络的系统结构图；

图3是OBU接收RSU发布的安全类消息时本发明的交互示意；

图4是OBU接收其它OBU发布的安全类消息时本发明的交互示意；

图5是本发明用于车载通信的安全鉴别系统的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

请参阅图1，为本发明用于车载通信的安全鉴别方法的流程示意图。本发明用于车载通信的安全鉴别方法，包括以下步骤：

S101车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；

图2为车载通信WAVE网络的系统结构图。对车载环境中的通信内容进行分类，实时性要求高的消息归为第一类，实时性要求不高的消息归为第二类。

第一类消息包含内容是车与车之间、车与路之间与安全预警相关的通信内容，即安全类消息。如在城市交通或者高速公路上，发生交通事故，或遇到障碍物时发送的安全预警消息需要迅速处理，其对实时性的要求相对较高。第二类的消息是获取网络资源相关，如在城市交通中，车辆通过路侧的通信设施接入网络，获取网络资源，此时的通信过程对实时性要求相对较低。

所述第一类中的安全预警消息以广播的形式向外发送，且消息本身所占比特较小。在每个车载单元中，由控制中心分发一个数字证书，该证书可以唯一的标识一个车辆。

当OBU检测到有来自WAVE网络的消息时，首先对所述消息的类型进行判断，判断是否为第一类消息，也即安全类消息。

S102如果所述消息的类型为安全类消息，则在所述车载单元接收所述消息之后，判断所述消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；

WAVE的通信机制有两种，一是路边基础设施和汽车通信，即RSU和OBU之间的通信，简称R2V通信；二是汽车和汽车之间通信，即OBU和OBU之间的通信，简称V2V通信。

车路通信应用模式下至少有一方是维持不动的。例如，自动取得前方交通路况、停车厂资讯、定点影音资讯的上传及下载等。在车辆间通信的应用模式就属于多点间的双向传输，主要被应用于车辆防撞讯息的交换等，其安全与即时性的要求均高。

车车通信方式主要用于车辆的主动安全方面。将WAVE技术应用于交通安全领域，能够提高交通的安全系数，作用是减少交通事故，降低直接和非直接的经济损失，以及减少地面交通网络的拥塞。车-车通信的应用还包括转弯速度控制、车队管理和安全超车等。

如果检测到所述消息为安全类消息，则所述OBU先接收所述安全类消息，然后判断所述消息来源是WAVE网络中的RSU还是WAVE网络中的其它OBU。

S103根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别。

作为其中一个实施例，如果所述消息来源是WAVE网络中的RSU，则所述OBU向该RSU发送接入鉴别请求消息，其中，所述接入鉴别请求消息包含所述OBU的数字证书；

所述RSU将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至控制中心；

所述控制中心对所述OBU和所述RSU的身份进行鉴别，并发送鉴别响应消息。

作为一个优选的实施例，图3为OBU接收RSU发布的安全类消息时本发明的交互示意。如果某个监控中心发现某处出现一个交通事故，或者交通障碍，则通过当地的RSU发布一个安全预警消息，进入该RSU覆盖范围的OBU收到该安全预警消息，进行如下处理：

OBU收到该安全预警消息后，立即进行减速等措施，避免交通事故进一步发生；

OBU向该RSU发送接入鉴别请求消息，该消息包含OBU的证书；

RSU收到OBU发来的接入鉴别请求消息后，将自己的证书绑定到该接入鉴别请求消息，然后转发接入鉴别请求消息到控制中心；

控制中心利用鉴别服务器对OBU、RSU的身份进行鉴别，并反馈鉴别响应消息；

如果双方的身份都合法，则本次通信结束；如果RSU身份不合法，则OBU标记该安全消息为垃圾信息，不再接收该安全消息；如果OBU的身份不合法，则RSU向控制中心举报该节点为恶意节点。由控制中心向所有的RSU发布该消息，阻止该恶意节点接入网络。

作为其中一个实施例，如果所述消息来源是WAVE网络中的其它OBU，将该作为所述消息来源的OBU记为信息源OBU，所述OBU向所述信息源OBU发送鉴别激活消息；

所述信息源OBU接收到所述鉴别激活消息后，向所述OBU发送接入鉴别请求消息，其中，所述接入鉴别请求消息包含所述信息源OBU的数字证书；

所述OBU将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至相连RSU；

所述相连RSU将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至控制中心；

所述控制中心对所述OBU、所述信息源OBU和所述相连RSU的身份进行鉴别，并发送鉴别响应消息。

作为一个优选的实施例，图4为OBU接收其它OBU发布的安全类消息时本发明的交互示意。OBU1遇到安全事故或者发现前面有安全异常情况，就向周围车辆发送安全预警信息。当周围的车辆，例如OBU2接收到该信息，首先对该消息类型进行判断，如果是安全消息，则进行如下处理：

不需对该信息进行鉴别，直接接收，并针对安全预警进行处理，以避免安全事故发生；

接收该安全信息后，向OBU1发送鉴别激活，对OBU1进行身份鉴别；

OBU1向OBU2发送鉴别请求，该鉴别请求信息包含OBU1的数字证书；

OBU2将自己的证书包含在该鉴别请求消息中，转发给相连RSU2进行鉴别；

RSU2收到OBU2发来的接入鉴别请求消息后，将自己的证书绑定到该接入鉴别请求消息，然后转发接入鉴别请求消息到控制中心；

控制中心利用鉴别服务器对OBU1、OBU2和RSU2的身份进行鉴别，并反馈鉴别响应消息；

RSU2收到鉴别响应消息，对OBU1和OBU2的身份进行鉴别，并转发该鉴别响应消息给OBU2；

OBU2对RSU2和OBU1的身份进行鉴别，并将鉴别结果反馈给OBU1；

OBU1收到鉴别响应消息，对OBU2的身份进行鉴别；

如果OBU1为非法车辆，所提供的安全信息为伪造的安全信息，则OBU2将向控制中心举报。

作为其中一个实施例，在对作为所述消息来源的RSU或者OBU的身份进行鉴别之后，根据所述鉴别结果，如果作为所述消息来源的RSU或者OBU的身份不合法，则将接收的所述消息按垃圾信息处理。

与一般技术相比，本发明用于车载通信的安全鉴别方法，当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，先对消息类型进行判断，如果接收到的消息是安全类消息，则车载单元先对消息进行接收，然后再判断消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是其它车载单元，并根据消息来源的判断结果进行相应的身份验证。在检测到有安全类消息发布时，首先进行接收，保证了对安全预警的实时性要求，接收之后再对消息来源的身份进行鉴别，可阻止恶意节点危害，提高了车载通信系统的安全性。

请参阅图5，为本发明用于车载通信的安全鉴别系统的结构示意图。本发明用于车载通信的安全鉴别系统，包括消息类型判断模块501、消息来源判断模块502和身份鉴别模块503；

所述消息类型判断模块501，用于当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；

对车载环境中的通信内容进行分类，实时性要求高的消息归为第一类，实时性要求不高的消息归为第二类。第一类消息包含内容是车与车之间、车与路之间与安全预警相关的通信内容，即安全类消息。

当OBU检测到有来自WAVE网络的消息时，首先对所述消息的类型进行判断，判断是否为第一类消息，也即安全类消息。

所述消息来源判断模块502，用于当所述消息的类型为安全类消息时，在所述车载单元接收所述消息之后，判断所述消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；

WAVE的通信机制有两种，一是路边基础设施和汽车通信，即RSU和OBU之间的通信，简称R2V通信；二是汽车和汽车之间通信，即OBU和OBU之间的通信，简称V2V通信。

如果检测到所述消息为安全类消息，则所述OBU先接收所述安全类消息，然后判断所述消息来源是WAVE网络中的RSU还是WAVE网络中的其它OBU。

所述身份鉴别模块503，用于根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别。

作为其中一个实施例，如果所述消息来源是WAVE网络中的RSU，则所述OBU向该RSU发送接入鉴别请求消息，其中，所述接入鉴别请求消息包含所述OBU的数字证书；

所述RSU将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至控制中心；

所述控制中心对所述OBU和所述RSU的身份进行鉴别，并发送鉴别响应消息。

作为其中一个实施例，如果所述消息来源是WAVE网络中的其它OBU，将该作为所述消息来源的OBU记为信息源OBU，所述OBU向所述信息源OBU发送鉴别激活消息；

所述信息源OBU接收到所述鉴别激活消息后，向所述OBU发送接入鉴别请求消息，其中，所述接入鉴别请求消息包含所述信息源OBU的数字证书；

所述OBU将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至相连RSU；

所述相连RSU将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至控制中心；

所述控制中心对所述OBU、所述信息源OBU和所述相连RSU的身份进行鉴别，并发送鉴别响应消息。

作为其中一个实施例，本发明用于车载通信的安全鉴别系统还包括信息处理模块，用于当作为所述消息来源的RSU或者OBU的身份不合法时，将接收的所述消息按垃圾信息处理。

与一般技术相比，本发明用于车载通信的安全鉴别系统，当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，先对消息类型进行判断，如果接收到的消息是安全类消息，则车载单元先对消息进行接收，然后再判断消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是其它车载单元，并根据消息来源的判断结果进行相应的身份验证。在检测到有安全类消息发布时，首先进行接收，保证了对安全预警的实时性要求，接收之后再对消息来源的身份进行鉴别，可阻止恶意节点危害，提高了车载通信系统的安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种用于车载通信的安全鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：

车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；

如果所述消息的类型为安全类消息，则在所述车载单元接收检测到的消息之后，判断检测到的消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；

根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别；

根据所述鉴别结果，如果作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份不合法，则将接收的所述消息按垃圾信息处理。

2.根据权利要求1所述的用于车载通信的安全鉴别方法，其特征在于，所述对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别的步骤，包括以下步骤：

如果所述消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元，则所述车载单元向该路侧单元发送接入鉴别请求消息，其中，所述接入鉴别请求消息包含所述车载单元的数字证书；

所述路侧单元将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至控制中心；

所述控制中心对所述车载单元和所述路侧单元的身份进行鉴别，并发送鉴别响应消息。

3.根据权利要求1所述的用于车载通信的安全鉴别方法，其特征在于，所述对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别的步骤，包括以下步骤：

如果所述消息来源是车载环境无线接入网络中的其它车载单元，将该作为所述消息来源的车载单元记为信息源车载单元，所述车载单元向所述信息源车载单元发送鉴别激活消息；

所述信息源车载单元接收到所述鉴别激活消息后，向所述车载单元发送接入鉴别请求消息，其中，所述接入鉴别请求消息包含所述信息源车载单元的数字证书；

所述车载单元将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至相连路侧单元；

所述相连路侧单元将其自身的数字证书绑定到接收的所述接入鉴别请求消息后，将所述接入鉴别请求消息发送至控制中心；

所述控制中心对所述车载单元、所述信息源车载单元和所述相连路侧单元的身份进行鉴别，并发送鉴别响应消息。

4.一种用于车载通信的安全鉴别系统，其特征在于，包括消息类型判断模块、消息来源判断模块和身份鉴别模块；

所述消息类型判断模块，用于当车载单元检测到有来自车载环境无线接入网络的消息时，对所述消息的类型进行判断；

所述消息来源判断模块，用于当所述消息的类型为安全类消息时，在所述车载单元接收检测到的消息之后，判断检测到的消息来源是车载环境无线接入网络中的路侧单元还是车载环境无线接入网络中的其它车载单元；

所述身份鉴别模块，用于根据所述消息来源的判断结果，对作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份进行鉴别；

还包括信息处理模块，用于当作为所述消息来源的路侧单元或者车载单元的身份不合法时，将接收的所述消息按垃圾信息处理。