CN109861830B - 一种面向vanet的高效条件匿名认证方法 - Google Patents

一种面向vanet的高效条件匿名认证方法 Download PDF

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CN109861830B
CN109861830B CN201910209639.3A CN201910209639A CN109861830B CN 109861830 B CN109861830 B CN 109861830B CN 201910209639 A CN201910209639 A CN 201910209639A CN 109861830 B CN109861830 B CN 109861830B
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Abstract

一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，用户注册车辆时，提供自己的真实身份给TA；TA验证车辆真实身份并为车辆生成相应的私钥；对一个新加入的路侧单元，TA为其生成相应的公私钥对、证书以及其它信息并通过安全信道发送给路侧单元；当车辆进入一个新的RSU的区域时，首先向RSU匿名认证自己的身份；认证成功后，RSU向获得认证的车辆发送临时匿名证书；车辆广播消息时，使用自己的私钥生成签名，广播消息；消息验证后，若接收消息后发现消息为恶意消息，TA对恶意车辆进行追踪。

Description

一种面向VANET的高效条件匿名认证方法
技术领域
本发明属于车联网安全技术领域，具体涉及一种面向VANET的高效条件匿名认证方法。
背景技术
作为移动自组网技术在交通领域的应用，车联网已成为未来智能交通系统的重要组成部分。利用车联网技术，可以改善道路通行状况，降低车辆事故，并且可以提供定制性娱乐服务，使得行车更安全、便捷、舒适。在VANET(车载自组网)中，配备有车载单元(OBU)的车辆可以与其他人无线通信，称为V2V通信，或者与固定的路侧单元(RSU)，称为V2R通信。通过V2V或V2R通信，车辆共享其交通信息，例如车辆的身份、行驶速度、方向、道路状况、位置、时间、驾驶状态等。通过接收这些共享信息，车辆能够意识到更大区域的交通状况，并且可以尽早做出反应以避免交通堵塞或交通事故。根据专用短程通信标准(DSRC)，车辆需要在100-300ms内发送有关其自身交通信息的消息。为了确保车辆发送消息的真实性和可靠性，车辆需要将其身份与消息绑定。然而，车辆的身份与驾驶员的隐私有很大关系。考虑到隐私泄露，司机可能不愿意共享自己的消息，这是VANET的主要问题。
已有匿名认证方案中，基于PKI的匿名机制是典型的传统方法。这种情况下，TA需要一次为车辆颁发多个匿名证书，并且车辆需要定期更新匿名证书。另外，车辆认证接收到的消息时，需要先检查CRL来确定该消息使用的匿名证书是否已被撤销。这种方法的主要问题是对匿名证书和CRL的动态更新会导致复杂的证书管理问题，并且CRL规模的持续增长将导致CRL检查耗时，降低认证效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向VANET的高效条件匿名认证方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，包括以下步骤：
1)参数设定：TA初始化公共参数；具体过程如下：TA生成双线性参数(G,GT,g,e,q)；TA随机选择参数a1,a2,...,an，ai∈Zq *,1≤i≤n，Zq *表示整数集合[1,q-1]，令参数A＝(a1,a2,...,an)；TA另随机选择系统主密钥s∈Zq *；TA公开双线性参数(G,GT,g,e,q)并保存系统主私钥(A,s)，TA生成自己的签名密钥对(skTA,pkTA)及相应的证书certTA并公开certTA；
3)车辆注册：用户注册车辆vi时，提供自己的真实身份RIDi给TA；TA验证车辆真实身份并为vi生成相应的私钥xi1,...,xi(n-1),yin,y′i；
3)路侧单元注册：对一个新加入的路侧单元RSUi，TA为其生成相应的公私钥对、证书
Figure BDA0002000083120000021
以及其它信息并通过安全信道发送给路侧单元RSUi；
4)车辆认证：当车辆进入一个新的RSU的区域时，首先向RSU匿名认证自己的身份；认证成功后，RSU向获得认证的车辆发送临时匿名证书
Figure BDA0002000083120000022
5)消息广播：车辆vi广播消息m时，使用自己的私钥
Figure BDA0002000083120000023
生成签名σm，广播消息
Figure BDA0002000083120000024
6)消息验证：设车辆vj接收到消息
Figure BDA0002000083120000025
首先对其进行验证，若通过验证vj就接收消息msg；否则抛弃；
7)恶意车辆追踪：若接收消息后发现消息为恶意消息，TA对恶意车辆进行追踪。
本发明进一步的改进在于，步骤2)中车辆注册的具体过程如下：
步骤一：用户车辆vi提供自己的真实身份RIDi给TA，TA核实用户车辆vi的身份信息；
步骤二：若身份核实无误，TA随机选择一组随机数xi1,xi2,...,xin∈zq *，满足
Figure BDA0002000083120000026
步骤三：TA计算用户的参数信息
Figure BDA0002000083120000027
并在追踪表TL中存储用户车辆的真实身份和相关参数信息yi＝RIDi||zi，并进行步骤四；若用户的相关信息yi与追踪表TL中已有存储值相等，则继续步骤二；
步骤四：TA计算部分私钥参数
Figure BDA0002000083120000028
部分私钥参数
Figure BDA0002000083120000029
步骤五：TA通过安全信道发送随机数xi1,...,xi(n-1),部分私钥参数yin,部分私钥参数y′i给用户车辆vi作为其私钥。
本发明进一步的改进在于，步骤3)中，路侧单元注册的具体过程如下：
对一个新加入的路侧单元RSUi，TA执行以下过程：
步骤一：TA为路侧单元RSUi随机生成用于签名的公私钥对
Figure BDA0002000083120000031
及相应的RSUi的证书
Figure BDA0002000083120000032
步骤二：TA选择随机数r∈zq *并存储RSUi的证书以及随机数信息
Figure BDA0002000083120000033
步骤三：TA计算并发送私钥信息
Figure BDA0002000083120000034
ran modq,grs,ski以及RSUi的证书
Figure BDA0002000083120000035
给路侧单元RSUi。
本发明进一步的改进在于，步骤4)中，车辆认证的具体过程如下：
步骤一：路侧单元RSUi选择两个随机数R,t∈Zq *，并计算参数Ti＝(ui)Rgt，1≤i≤n-1，参数tn＝Run+tmod(q-1)；其中变量
Figure BDA0002000083120000036
变量un＝ranmodq-1；
步骤二：路侧单元RSUi广播当前消息
Figure BDA0002000083120000037
其中消息M＝T1||T2||...||Tn-1||tn，签名
Figure BDA0002000083120000038
参数us＝grs。
本发明进一步的改进在于，步骤5)中，消息广播的具体过程如下：
当用户车辆vi新进入路侧单元RSUi通信区域时，将接收到路侧单元RSUi当前广播的认证消息
Figure BDA0002000083120000039
用户车辆执行如下过程：
步骤一：用户车辆vi利用TA的证书certTA中包含的TA公钥pkTA验证RSUi的证书
Figure BDA00020000831200000310
是否有效；若有效，则存储RSUi的证书
Figure BDA00020000831200000311
并继续步骤二，否则终止认证过程；
步骤二：用户车辆vi利用RSUi的证书
Figure BDA00020000831200000312
中包含的RSUi的公钥
Figure BDA00020000831200000313
验证RSUi的签名σ是否有效；若有效，继续步骤三，否则终止认证过程；
步骤三：用户车辆vi选择随机数R'∈Zq *，计算一组认证消息c1＝(us)R′，
Figure BDA00020000831200000314
c3＝(y′i)R，
其中参数
Figure BDA00020000831200000315
并计算对称密钥
Figure BDA00020000831200000316
步骤四：用户车辆vi随机生成用于签名的公私钥对
Figure BDA0002000083120000041
计算消息认证码
Figure BDA0002000083120000042
发送消息
Figure BDA0002000083120000043
给路侧单元RSUi；
路侧单元RSUi收到用户车辆vi发送的消息
Figure BDA0002000083120000044
后，进行以下过程：
步骤一：验证两个双线性函数组成的等式e(c2,c3)＝e(g,g)是否成立，若成立，继续步骤二，否则终止进行；
步骤二：计算参数c′1＝(c1)R，c'3＝(c3)t；
步骤三：计算对称密钥k'＝c′1c'3，消息认证码
Figure BDA0002000083120000045
验证β＝β'是否成立，若成立则意味着用户车辆vi通过验证，否则终止进行；
步骤四：路侧单元RSUi为车辆vi生成临时证书
Figure BDA0002000083120000046
其中valid为证书的有效期限；路侧单元RSUi广播vi的证书
Figure BDA0002000083120000047
并记录
Figure BDA0002000083120000048
用户车辆vi使用RSUi的公钥
Figure BDA0002000083120000049
验证证书
Figure BDA00020000831200000410
是否有效；若有效，则存储证书
Figure BDA00020000831200000411
作为自己的临时匿名证书；
用户车辆vi广播消息m时，使用自己的私钥
Figure BDA00020000831200000412
生成签名σm，广播消息msg。
本发明进一步的改进在于，用户车辆vi广播消息m时，使用自己的私钥
Figure BDA00020000831200000413
生成签名σm，广播消息msg的具体过程如下：
步骤一：车辆vi使用自己的私钥
Figure BDA00020000831200000414
生成签名
Figure BDA00020000831200000415
步骤二：广播消息
Figure BDA00020000831200000416
其中time为当前时间。
本发明进一步的改进在于，步骤6)中，验证消息的具体过程如下：
假设车辆vj接收到车辆vi广播的消息
Figure BDA00020000831200000417
则进行以下验证过程：
步骤一：判断time是否新鲜，若是则继续步骤二，否则抛弃消息；
步骤二：利用已经存储的RSUi的公钥
Figure BDA00020000831200000418
对vi的证书
Figure BDA00020000831200000419
进行验证，若通过验证，则继续步骤三，否则抛弃消息；
步骤三：使用vi的证书
Figure BDA00020000831200000420
中包含的公钥
Figure BDA00020000831200000421
对vi的签名σm进行验证，若通过验证则接受vi发送的消息m，否则抛弃消息。
本发明进一步的改进在于，步骤7)的具体过程如下：
步骤一：如果车辆vj收到一个来自vi发送的恶意消息
Figure BDA0002000083120000051
则将这个消息msg发送给路侧单元RSUi；
步骤二：路侧单元RSUi首先从vi的证书
Figure BDA0002000083120000052
中提取出相应的公钥
Figure BDA0002000083120000053
再查找出对应的记录
Figure BDA0002000083120000054
并将其递交给TA；
TA收到路侧单元RSUi发送的记录
Figure BDA0002000083120000055
后，执行以下追踪过程：
步骤一：查找对应路侧单元RSUi的存储信息
Figure BDA0002000083120000056
利用密钥r和主私钥s，计算参数
Figure BDA0002000083120000057
步骤二：遍历追踪列表TL，计算参数
Figure BDA0002000083120000058
并比较αi＝c3是否成立，若成立则对应记录RIDi||zi中的RIDi为发送该恶意消息的车辆。
与现有技术中的匿名认证方案相比，本发明的有益效果是：
(1)与现有基于证书的车联网匿名认证方案相比，本发明中车辆不需要存储大量的匿名证书和CRL列表，不存在复杂的管理问题，认证消息时车辆也不需要进行耗时的CRL检查。
(2)本发明中TA一旦追踪到一个恶意车辆后，只需要在CRL中增加一条记录，并且只需要更新所有RSU存储的CRL列表。而现有基于证书的匿名认证方案中，每撤销一辆恶意车辆，需要在CRL中增加多条记录，并需要更新所有车辆存储的CRL列表，因而其CRL更新过程远远比本发明复杂，同时其CRL的规模增长远大于本发明中的CRL增长，相应的CRL检查也比本发明更耗时。
(3)与现有基于身份的公钥密码设计的车联网匿名认证方案相比，本发明不需要依赖TPM假设。
(4)与Rongxing Lu等人以及Dijiang Huang等人提出的2个同类方案相比，本发明中车辆不需要从TA获得任何匿名证书，能够抵抗多个被恶意控制的RSU间的共谋追踪攻击。而在这2个的方案中，车辆向RSU认证时，需要出示从TA获得的固定匿名证书，通过关联此固定证书，多个RSU能够获得车辆的轨迹隐私，即这2个的方案不能抵抗多个RSU的共谋追踪攻击。另外，这2个方案中，为了避免RSU以外的攻击者实施关联攻击，车辆认证时消息必须进行加密传送，需要使用加解密算法，而本发明中车辆认证时不需要对消息进行加解密操作。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1，本发明的方法包括系统参数设置、用户车辆注册、路侧单元注册、用户车辆认证、消息生成、消息验证和恶意车辆追踪七个部分，具体步骤如下：
1)参数设定：受信任机构(TA)初始化公共参数；具体过程如下：
TA生成双线性参数(G,GT,g,e,q)。设q是一个大素数；G，GT是阶为q的两个乘法循环群，g群G的一个生成元，假设G中求解以g底的离散对数为困难问题；e:G×G→GT为双线性映射；HMACk(m)为一安全MAC算法，其中k为一对称密钥；x||y表示x与y进行级联操作；TA随机选择参数a1,a2,...,an，ai∈Zq *,1≤i≤n，Zq *表示整数集合[1,q-1]，令向量A＝(a1,a2,...,an)。TA另随机选择系统主密钥s∈Zq *。TA公开系统参数即双线性参数(G,GT,g,e,q)并保存(A,s)，称(A,s)为系统主私钥。TA生成自己的签名密钥对(skTA,pkTA)及相应的证书certTA并公开certTA。除特别说明外，本发明中所有算术操作都是模q运算。
2)用户车辆注册：用户车辆注册时的过程如下：
步骤一：用户车辆vi提供自己的真实身份RIDi(例如车牌号码、用户身份证号码等)给TA，TA核实用户车辆vi的身份信息；
步骤二：若身份核实无误，TA随机选择一组随机数xi1,xi2,...,xin∈zq *，满足
Figure BDA0002000083120000061
aj是TA随机选择的参数，这里的i，j只是表示变量在执行计算时的一个下标变化。
步骤三：TA计算用户的参数信息
Figure BDA0002000083120000071
并在追踪表TL中存储用户车辆的真实身份和相关参数信息yi＝RIDi||zi，并进行步骤四；若用户的相关信息yi与追踪表TL中已有存储值相等，则继续步骤二；
步骤四：TA计算部分私钥参数
Figure BDA0002000083120000072
部分私钥参数
Figure BDA0002000083120000073
步骤五：TA通过安全信道发送随机数xi1,...,xi(n-1),部分私钥参数yin,部分私钥参数y′i给用户车辆vi作为其私钥。
3)路侧单元注册：对一个新加入的路侧单元RSUi，TA执行以下过程：
步骤一：TA为路侧单元RSUi随机生成用于签名的公私钥对
Figure BDA0002000083120000074
及相应的RSUi的证书
Figure BDA0002000083120000075
步骤二：TA选择随机数r∈zq *并存储RSUi的证书以及随机数信息
Figure BDA0002000083120000076
步骤三：TA计算并发送私钥信息
Figure BDA0002000083120000077
ran modq,grs,ski以及RSUi的证书
Figure BDA0002000083120000078
给路侧单元RSUi。
4)用户车辆认证：为了认证进入的车辆，每个RSU周期性(例如5分钟)广播用于认证的消息，具体过程如下：
步骤一：路侧单元RSUi选择两个随机数R,t∈Zq *，并计算参数Ti＝(ui)Rgt，1≤i≤n-1，参数tn＝Run+tmod(q-1)。其中变量
Figure BDA0002000083120000079
变量un＝ranmodq-1；
步骤二：路侧单元RSUi广播当前消息
Figure BDA00020000831200000710
其中消息M＝T1||T2||...||Tn-1||tn，签名
Figure BDA00020000831200000711
参数us＝grs。
5)消息生成
当用户车辆vi新进入路侧单元RSUi通信区域时，将接收到路侧单元RSUi当前广播的认证消息
Figure BDA00020000831200000712
车辆执行如下过程：
步骤一：用户车辆vi利用TA的证书certTA中包含的TA公钥pkTA验证RSUi的证书
Figure BDA00020000831200000713
是否有效。若有效，则存储RSUi的证书
Figure BDA0002000083120000081
并继续步骤二，否则终止认证过程；
步骤二：用户车辆vi利用RSUi的证书
Figure BDA0002000083120000082
中包含的RSUi的公钥
Figure BDA0002000083120000083
验证RSUi的签名σ是否有效。若有效，继续步骤三，否则终止认证过程；
步骤三：用户车辆vi选择随机数R'∈Zq *，计算一组认证消息c1＝(us)R′，
Figure BDA0002000083120000084
c3＝(y″i)R，其中参数
Figure BDA0002000083120000085
并计算对称密钥
Figure BDA0002000083120000086
步骤四：用户车辆vi随机生成用于签名的公私钥对
Figure BDA0002000083120000087
计算消息认证码
Figure BDA0002000083120000088
发送消息
Figure BDA0002000083120000089
给路侧单元RSUi。
路侧单元RSUi收到vi发送的消息
Figure BDA00020000831200000810
后，进行以下过程：
步骤一：验证两个双线性函数组成的等式e(c2,c3)＝e(g,g)是否成立，若成立，继续步骤二，否则终止进行；
步骤二：计算参数c′1＝(c1)R，c'3＝(c3)t；
步骤三：计算对称密钥k'＝c′1c'3，消息认证码
Figure BDA00020000831200000811
验证β＝β'是否成立，若成立则意味着用户车辆vi通过验证，否则终止进行；
步骤四：路侧单元RSUi为车辆vi生成临时证书
Figure BDA00020000831200000812
其中valid为证书的有效期限(例如有效期限为5min)。路侧单元RSUi广播vi的证书
Figure BDA00020000831200000813
并记录
Figure BDA00020000831200000814
用户车辆vi使用RSUi的公钥
Figure BDA00020000831200000815
验证证书
Figure BDA00020000831200000816
是否有效。若有效，则存储证书
Figure BDA00020000831200000817
作为自己的临时匿名证书。
6)消息广播过程：车辆vi广播消息m时，使用自己的私钥
Figure BDA00020000831200000818
生成签名σm，广播消息msg。
具体过程如下：
步骤一：车辆vi使用自己的私钥
Figure BDA00020000831200000819
生成签名
Figure BDA00020000831200000820
步骤二：广播消息
Figure BDA00020000831200000821
其中time为当前时间，用于防止重放攻击。
7)消息验证过程：
假设车辆vj接收到车辆vi广播的消息
Figure BDA00020000831200000822
则进行以下验证过程：
步骤一：判断time是否新鲜，若是则继续步骤二，否则抛弃消息；
步骤二：利用已经存储的RSUi的公钥
Figure BDA0002000083120000091
对vi的证书
Figure BDA0002000083120000092
进行验证，若通过验证，则继续步骤三，否则抛弃消息；
步骤三：使用vi的证书
Figure BDA0002000083120000093
中包含的公钥
Figure BDA0002000083120000094
对vi的签名σm进行验证，若通过验证则接受vi发送的消息m，否则抛弃消息。
8)恶意车辆追踪：若车辆vj接收消息后发现消息为恶意消息，TA对恶意车辆进行追踪；具体过程如下：
步骤一：如果车辆vj收到一个来自vi发送的恶意消息
Figure BDA0002000083120000095
则将这个消息msg发送给路侧单元RSUi；
步骤二：路侧单元RSUi首先从vi的证书
Figure BDA0002000083120000096
中提取出相应的公钥
Figure BDA0002000083120000097
再查找出对应的记录
Figure BDA0002000083120000098
并将其递交给TA。
TA收到路侧单元RSUi发送的记录
Figure BDA0002000083120000099
后，执行以下追踪过程：
步骤一：查找对应路侧单元RSUi的存储信息
Figure BDA00020000831200000910
利用密钥r和主私钥s，计算参数
Figure BDA00020000831200000911
步骤二：遍历追踪列表TL，计算参数
Figure BDA00020000831200000912
并比较αi＝c3是否成立，若成立则对应记录RIDi||zi中的RIDi为发送该恶意消息的车辆。
为了验证方法的效率，采用实验模拟测试了生成认证消息、验证认证消息这两个过程的时间性能。实验设置的系统参数q的大小为1024bit，随机选择了5组数据进行验证。由表1可知，实验结果显示生成认证消息开销大约为11ms，验证认证消息开销大约为6ms，可以满足实际需求。实验结果表明本发明的应用是可行的。
表1实验数据(单位：s)
Figure BDA00020000831200000913
Figure BDA0002000083120000101

Claims (5)

1.一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)参数设定：TA初始化公共参数；具体过程如下：TA生成双线性参数(G,GT,g,e,q)；TA随机选择参数
Figure FDA0003432729430000011
Zq *表示整数集合[1,q-1]，令参数A＝(a1,a2,...,an)；TA另随机选择系统主密钥s∈Zq *；TA公开双线性参数(G,GT,g,e,q)并保存系统主私钥(A,s)，TA生成自己的签名密钥对(skTA,pkTA)及相应的证书certTA并公开certTA；
2)车辆注册：用户注册车辆vi时，提供自己的真实身份RIDi给TA；TA验证车辆真实身份并为vi生成相应的认证私钥yin,y’i；具体过程如下：
步骤一：用户车辆vi提供自己的真实身份RIDi给TA，TA核实用户车辆vi的身份信息；
步骤二：若身份核实无误，TA随机选择一组随机数xi1,xi2,...,xin∈zq *，满足
Figure FDA0003432729430000012
步骤三：TA计算用户的参数信息
Figure FDA0003432729430000013
并在追踪表TL中存储用户车辆的真实身份和相关参数信息yi＝RIDi||zi，并进行步骤四；若用户的相关信息yi与追踪表TL中已有存储值相等，则继续步骤二；
步骤四：TA计算部分私钥参数
Figure FDA0003432729430000014
部分私钥参数
Figure FDA0003432729430000015
步骤五：TA通过安全信道发送随机数xi1,...,xi(n-1),部分私钥参数yin,部分私钥参数y’i给用户车辆vi作为其私钥；
3)路侧单元注册：对一个新加入的路侧单元RSUi，TA为其生成用于签名的公私钥对
Figure FDA0003432729430000016
以及RSUi的证书
Figure FDA0003432729430000017
并通过安全信道发送给路侧单元RSUi；
4)车辆认证：当车辆进入一个新的RSU的区域时，首先向RSU匿名认证自己的身份；认证成功后，RSU向获得认证的车辆发送临时匿名证书
Figure FDA0003432729430000018
5)消息广播：车辆vi广播消息m时，使用自己的签名私钥
Figure FDA0003432729430000019
生成签名σm，广播消息
Figure FDA00034327294300000110
6)消息验证：设车辆vj接收到消息
Figure FDA00034327294300000111
首先对其进行验证，若通过验证vj就接收消息msg；否则抛弃；
7)恶意车辆追踪：若接收消息后发现消息为恶意消息，TA对恶意车辆进行追踪；
其中，步骤3)中，路侧单元注册的具体过程如下：
对一个新加入的路侧单元RSUi，TA执行以下过程：
步骤一：TA为路侧单元RSUi随机生成用于签名的公私钥对
Figure FDA0003432729430000021
及相应的RSUi的证书
Figure FDA0003432729430000022
步骤二：TA选择随机数r∈zq *并存储RSUi的证书以及随机数信息
Figure FDA0003432729430000023
步骤三：TA为其生成相应的私钥信息
Figure FDA0003432729430000024
ranmodq,grs,
Figure FDA0003432729430000025
以及RSUi的证书
Figure FDA0003432729430000026
并通过安全信道发送给路侧单元RSUi；
步骤4)中，车辆认证的具体过程如下：
步骤一：路侧单元RSUi选择两个随机数R,t∈Zq *，并计算参数Ti＝(ui)Rgt，1≤i≤n-1，参数tn＝Run+tmod(q-1)；其中变量
Figure FDA0003432729430000027
变量un＝ranmodq-1；
步骤二：路侧单元RSUi广播当前消息
Figure FDA0003432729430000028
其中消息M＝T1||T2||...||Tn-1||tn，签名
Figure FDA0003432729430000029
参数us＝grs。
2.根据权利要求1所述的一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，其特征在于，步骤4)中，车辆认证的具体过程如下：
当用户车辆vi新进入路侧单元RSUi通信区域时，将接收到路侧单元RSUi当前广播的认证消息
Figure FDA00034327294300000210
用户车辆执行如下过程：
步骤一：用户车辆vi利用TA的证书certTA中包含的TA公钥pkTA验证RSUi的证书
Figure FDA00034327294300000211
是否有效；若有效，则存储RSUi的证书
Figure FDA00034327294300000212
并继续步骤二，否则终止认证过程；
步骤二：用户车辆vi利用RSUi的证书
Figure FDA00034327294300000213
中包含的RSUi的公钥
Figure FDA00034327294300000214
验证RSUi的签名σ是否有效；若有效，继续步骤三，否则终止认证过程；
步骤三：用户车辆vi选择随机数R'∈Zq *，计算一组认证消息c1＝(us)R’，
Figure FDA00034327294300000215
其中参数
Figure FDA0003432729430000031
并计算对称密钥
Figure FDA0003432729430000032
步骤四：用户车辆vi随机生成用于签名的公私钥对
Figure FDA0003432729430000033
计算消息认证码
Figure FDA0003432729430000034
发送消息
Figure FDA0003432729430000035
给路侧单元RSUi；
路侧单元RSUi收到用户车辆vi发送的消息
Figure FDA0003432729430000036
后，进行以下过程：
步骤一：验证两个双线性函数组成的等式e(c2,c3)＝e(g,g)是否成立，若成立，继续步骤二，否则终止进行；
步骤二：计算参数c’1＝(c1)R，c’3＝(c3)t；
步骤三：计算对称密钥k'＝c’1c’3，消息认证码
Figure FDA0003432729430000037
验证β＝β'是否成立，若成立则意味着用户车辆vi通过验证，否则终止进行；
步骤四：路侧单元RSUi为车辆vi生成临时证书
Figure FDA0003432729430000038
其中valid为证书的有效期限；路侧单元RSUi广播vi的证书
Figure FDA0003432729430000039
并记录
Figure FDA00034327294300000310
用户车辆vi使用RSUi的公钥
Figure FDA00034327294300000311
验证证书
Figure FDA00034327294300000312
是否有效；若有效，则存储证书
Figure FDA00034327294300000313
作为自己的临时匿名证书；
用户车辆vi广播消息m时，使用自己的签名私钥
Figure FDA00034327294300000314
生成签名σm，广播消息msg。
3.根据权利要求2所述的一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，其特征在于，用户车辆vi广播消息m时，使用自己的签名私钥
Figure FDA00034327294300000315
生成签名σm，广播消息msg的具体过程如下：
步骤一：车辆vi使用自己的签名私钥
Figure FDA00034327294300000316
生成签名
Figure FDA00034327294300000317
步骤二：广播消息
Figure FDA00034327294300000318
其中time为当前时间。
4.根据权利要求2所述的一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，其特征在于，步骤6)中，验证消息的具体过程如下：
假设车辆vj接收到车辆vi广播的消息
Figure FDA00034327294300000319
则进行以下验证过程：
步骤一：判断time是否新鲜，若是则继续步骤二，否则抛弃消息；
步骤二：利用已经存储的RSUi的公钥
Figure FDA00034327294300000320
对vi的证书
Figure FDA00034327294300000321
进行验证，若通过验证，则继续步骤三，否则抛弃消息；
步骤三：使用vi的证书
Figure FDA0003432729430000041
中包含的公钥
Figure FDA0003432729430000042
对vi的签名σm进行验证，若通过验证则接受vi发送的消息m，否则抛弃消息。
5.根据权利要求4所述的一种面向VANET的高效条件匿名认证方法，其特征在于，步骤7)的具体过程如下：
步骤一：如果车辆vj收到一个来自vi发送的恶意消息
Figure FDA0003432729430000043
则将这个消息msg发送给路侧单元RSUi；
步骤二：路侧单元RSUi首先从vi的证书
Figure FDA0003432729430000044
中提取出相应的公钥
Figure FDA0003432729430000045
再查找出对应的记录
Figure FDA0003432729430000046
并将其递交给TA；
TA收到路侧单元RSUi发送的记录
Figure FDA0003432729430000047
后，执行以下追踪过程：
步骤一：查找对应路侧单元RSUi的存储信息
Figure FDA0003432729430000048
利用密钥r和主私钥s，计算参数
Figure FDA0003432729430000049
步骤二：遍历追踪列表TL，计算参数
Figure FDA00034327294300000410
并比较αi＝c3是否成立，若成立则对应记录RIDi||zi中的RIDi为发送该恶意消息的车辆。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110264767A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 江苏恒宝智能系统技术有限公司 用于车辆的电子系统
CN110298197B (zh) * 2019-07-08 2023-05-26 湘潭大学 一种具有保护隐私效用的新型自动代客泊车方法
CN110784472B (zh) * 2019-10-31 2021-08-24 长安大学 V2g环境下前向安全的无证书匿名认证方法
CN110769379B (zh) * 2019-10-31 2021-07-30 长安大学 V2g环境下前向安全和隐私保留的消息报告方法
CN110958607B (zh) * 2019-12-04 2021-09-24 大连理工大学 一种防止隐私泄露的车联网证书管理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104219309A (zh) * 2014-09-04 2014-12-17 江苏大学 车联网中基于证书的车辆身份认证方法
CN109379372A (zh) * 2018-11-21 2019-02-22 长安大学 一种面向vanet的无证书和签名的条件匿名认证方法
CN109391631A (zh) * 2018-11-28 2019-02-26 重庆邮电大学 一种带有可控链接的车联网匿名认证系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9769658B2 (en) * 2013-06-23 2017-09-19 Shlomi Dolev Certificating vehicle public key with vehicle attributes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104219309A (zh) * 2014-09-04 2014-12-17 江苏大学 车联网中基于证书的车辆身份认证方法
CN109379372A (zh) * 2018-11-21 2019-02-22 长安大学 一种面向vanet的无证书和签名的条件匿名认证方法
CN109391631A (zh) * 2018-11-28 2019-02-26 重庆邮电大学 一种带有可控链接的车联网匿名认证系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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A simple and efficient security scheme for vehicular ad hoc networks;Jian Wang;《2009 IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content》;20091108;全文 *

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