CN111785077B - 一种智慧城市停车服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智慧城市停车服务技术领域，且公开了一种智慧城市停车服务系统，包括：运行有城市停车服务系统软件的云计算服务器CCF _PS ，运行有城市停车服务系统软件的移动终端MT _i ，该移动终端MT _i 与云计算服务器CCF _PS 进行通信连接；车位预约者U _i 通过移动终端MT _i 在城市停车服务系统上采用匿名方法进行停车位预约，车位预约者U _i 对停车位预约信息m进行签名，将预约签名信息σ公布在城市停车服务系统的预约页面之上，系统通过求解方程f(u _i )=0modq来追踪匿名预约签名信息σ的签名者的真实身份。本发明解决了目前的智慧城市停车服务系统，在充分保护预约用户隐私信息的前提下，如何追踪到恶意预约者的技术问题。

Description

一种智慧城市停车服务系统

技术领域

本发明涉及智慧城市停车服务技术领域，具体为一种智慧城市停车服务系统。

背景技术

目前的物联网智慧城市停车系统致力于改善当前停车位的管理方式，实现城市车位信息共享，解决当前城市停车难这一难题；针对两种不同的车位，给出两种不同的管理方式，对于停车场等可以集中管理的车位，采用摄像头获取停车场的车位信息；对于路边的零散停车位，采用在车位旁喷二维码，并倡导扫码停车的方式，获取车位占用信息；二者采集到的车位数据都会实时发送至数据库，客户端的智慧出行应用程序访问数据库并在地图上显示附近可用车位，为用户作出路线规划。

尽管整个系统组成了一个较为完善的物联网平台，实现了车位信息共享，方便车主寻找空闲车位，但是由于上述的智慧停车系统缺乏停车位预约功能，所以极有可能会出现当车辆到了系统显示的空闲车位P附近时，该空闲车位P临时被占用了的情况。

然而，在实施停车位预约功能的过程中，如果采用实名制预约的方式，那么用户的信息会直接显示在系统内，这样不利于保护预约用户的隐私信息；如果采用完全匿名预约的方式，那么一旦发生一个用户预约一个以上的空闲车位时，根本就无法确认恶意预约者的真实身份。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种智慧城市停车服务系统，以解决目前的智慧城市停车服务系统，在充分保护预约用户隐私信息的前提下，如何追踪到恶意预约者的技术问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智慧城市停车服务系统，包括：运行有城市停车服务系统软件的云计算服务器CCF _PS ，运行有城市停车服务系统软件的移动终端MT _i ，其中i=1,2,...,n，该移动终端MT _i 与云计算服务器CCF _PS 进行通信连接；

车位预约者U _i 通过移动终端MT _i 在城市停车服务系统上采用匿名预约方法进行停车位预约，该匿名预约方法包括以下步骤：

步骤一：移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 在城市停车服务系统上进行用户注册，具体包括：

系统选择两个大素数p,q，且q|p-1，选择p元域GF(p)中阶为q的元素α，选择单向Hash函数H(x)，选择一个多项式

，计算公钥Y=α ^{f (0)} modp；

系统将参数{H(x),p,q,α,Y}向移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 公开；

车位预约者U _i 在移动终端MT _i 上选择x _i ∈[1,q-1]，计算：

车位预约者U _i 的身份代码u _i =α ^xi modp；

公钥y _i =α ^{f (ui)}modp；

私钥z _i =(x _i +f(u _i ))modq；

车位预约者U _i 的签名函数

；

其中，U为车位预约者U _i 的集合；

车位预约者U _i 将参数{u _i ，y _i ，z _i ，F(x)}向系统公开；

步骤二：移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 在城市停车服务系统上进行匿名预约，具体包括：

（1）移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 对停车位预约信息m进行签名，具体包括：

车位预约者U _i 在移动终端MT _i 上选择随机数k _i ∈[1,q-1]，计算：

签名参数r _i =α ^ki modp；

签名参数F _i (0)=-(u _i f’(u _i ))^-1 f (0)modq；

签名参数s _i =z _i F _i (0)+k _i H(m)modq；

在1,...,n个车位预约者U _i 范围内的签名参数

；

在1,...,n-1个车位预约者U _i 范围内的签名参数

；

在1,...,n-1个车位预约者U _i 范围内的签名参数

；

生成停车位预约信息m的匿名预约签名信息σ=sign{m,R,S,T,f (x)}，并且将预约签名信息σ公布在城市停车服务系统的预约页面之上；

（2）城市停车服务系统通过求解方程f(u _i )=0modq来追踪预约签名信息σ的签名者的真实身份;

其中，函数mod为取模运算。

进一步的，所述城市停车服务系统验证等式α ^S =Y*T*R ^H(m)modp是否成立，若上述等式成立，则判断停车位预约信息m对应的预约签名信息σ是合法的。

进一步的，移动终端MT _i 用于共享城市停车服务信息。

进一步的，所述云计算服务器CCF _PS 部署在智慧城市物联网系统内。

（三）有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

本发明使用了匿名预约方法，使得真正的车位预约者的身份变得模糊，而作为验证者的城市停车服务系统只是知道收到的预约签名信息是否来自于某个合法的实体，但不能确切地知道车位预约者的真实身份，即不清楚是哪个合法的签名者进行了预约，而城市停车服务系统通过求解方程f(u _i )=0modq可以追踪出匿名预约签名信息的签名者的真实身份，从而取得了在充分保护预约用户隐私信息的前提下，追踪到恶意预约者的技术效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种智慧城市停车服务系统，包括：运行有城市停车服务系统软件且部署在智慧城市物联网系统内的云计算服务器CCF _PS ，运行有城市停车服务系统软件且用于共享城市停车服务信息的移动终端MT ₁ ，该移动终端MT ₁ 通过网络通信设备在城市停车服务系统上与云计算服务器CCF _PS 进行通信连接；

车位预约者U ₁ 可通过移动终端MT ₁ 在城市停车服务系统上采用匿名预约方法进行停车位预约，该匿名预约方法包括以下步骤：

步骤一：移动终端MT ₁ 上的车位预约者U ₁ 在城市停车服务系统上进行用户注册，具体包括：

城市停车服务系统选择两个大素数34867,149，且149|34866，执行以下操作：

①选择34867元域GF(34867)中阶为149的元素3；

②选择单向Hash函数H(x)；

③选择一个多项式

；

④计算公钥Y ₁ =3 ^{f (0)} mod34867；

城市停车服务系统将参数{H(x),34867,149,3,Y ₁ }向移动终端MT ₁ 上的车位预约者U ₁ 公开；

车位预约者U ₁ 在移动终端MT ₁ 上选择8∈[1,148]，进行下述计算：

①车位预约者U ₁ 的身份代码u ₁ =3 ⁸ mod34867=2062；

②公钥y ₁ =3 ^{f (2062)}mod34867；

③私钥z ₁ =(52+f(2062))mod149；

④车位预约者U ₁ 的签名函数

；

其中，U为车位预约者U _i (i=1,2,...,n)的集合；

车位预约者U ₁ 将参数{2062，y ₁ ，z ₁ ，F(8)}向城市停车服务系统公开；

步骤二：移动终端MT ₁ 上的车位预约者U ₁ 在城市停车服务系统上进行匿名预约，具体包括：

（1）移动终端MT ₁ 上的车位预约者U ₁ 对停车位预约信息m ₁ 进行签名，具体包括：

车位预约者U ₁ 在移动终端MT ₁ 上选择随机数11∈[1,148]，计算：

签名参数r ₁ =α ₁ ^k1 modp ₁ =3 ¹¹ mod34867；

签名参数F ₁ (0)=-(2062f’(2062))^-1 f (0)mod148；

签名参数s ₁ =z ₁ F ₁ (0)+11H(m ₁ )mod148；

在1,...,n个车位预约者Ui范围内的签名参数

；

在1,...,n-1个车位预约者Ui范围内的签名参数

；

在1,...,n-1个车位预约者Ui范围内的签名参数

；

生成停车位预约信息m ₁ 的匿名预约签名信息σ ₁ =sign{m ₁ ,R,S,T,f (8)}，并且将预约签名信息σ ₁ 公布在城市停车服务系统的预约页面之上；

（2）城市停车服务系统验证停车位预约信息m ₁ 对应的匿名预约签名信息σ ₁ 的合法性，具体包括：

城市停车服务系统验证等式3 ^S =Y ₁ *T*R ^H(m1)mod34867是否成立，若上述等式成立，则判断停车位预约信息m ₁ 对应的匿名预约签名信息σ ₁ 是合法的，否则匿名预约签名信息σ ₁ 无效，此时系统拒绝接受匿名预约签名信息σ ₁ ；

步骤三：城市停车服务系统追踪移动终端MT ₁ 上的车位预约者U ₁ 的真实身份，具体包括：

城市停车服务系统通过求解方程f(2062)=0mod148来追踪匿名预约签名信息σ ₁ 的签名者的真实身份；

其中，函数mod为取模运算；

在预约停车位的操作方案中，由于使用了匿名预约方法，使得真正的车位预约者U ₁ 的身份变得模糊，而作为验证者的城市停车服务系统只是知道收到的预约签名信息σ ₁ 是否来自于某个合法的实体，但不能确切地知道车位预约者U ₁ 的真实身份，即不清楚是哪个合法的签名者进行了预约，从而取得了保护预约用户隐私信息的技术效果；

城市停车服务系统通过求解方程f(2062)=0mod148可以追踪出匿名预约签名信息σ ₁ 的签名者的真实身份，实现了可追踪到恶意预约者的技术效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种智慧城市停车服务系统，其特征在于，包括：运行有城市停车服务系统软件的云计算服务器CCF _PS ，运行有城市停车服务系统软件的移动终端MT _i ，其中i=1,2,...,n，该移动终端MT _i 与云计算服务器CCF _PS 进行通信连接；

车位预约者U _i 通过移动终端MT _i 在城市停车服务系统上采用匿名预约方法进行停车位预约，该匿名预约方法包括以下步骤：

步骤一：移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 在城市停车服务系统上进行用户注册，具体包括：

系统选择两个大素数p,q，且q|p-1，选择p元域GF(p)中阶为q的元素α，选择单向Hash函数H(x)，选择一个多项式

，计算公钥Y=α ^{f (0)} modp；

系统将参数{H(x),p,q,α,Y}向移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 公开；

车位预约者U _i 在移动终端MT _i 上选择x _i ∈[1,q-1]，计算：

车位预约者U _i 的身份代码u _i =α ^xi modp；

公钥y _i =α ^{f (ui)}modp；

私钥z _i =(x _i +f(u _i ))modq；

车位预约者U _i 的签名函数

；

其中，U为车位预约者U _i 的集合；

车位预约者U _i 将参数{u _i ，y _i ，z _i ，F(x)}向系统公开；

步骤二：移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 在城市停车服务系统上进行匿名预约，具体包括：

（1）移动终端MT _i 上的车位预约者U _i 对停车位预约信息m进行签名，具体包括：

车位预约者U _i 在移动终端MT _i 上选择随机数k _i ∈[1,q-1]，计算：

签名参数r _i =α ^ki modp；

签名参数F _i (0)=-(u _i f’(u _i ))^-1 f (0)modq；

签名参数s _i =z _i F _i (0)+k _i H(m)modq；

在1,...,n个车位预约者U _i 范围内的签名参数

；

在1,...,n-1个车位预约者U _i 范围内的签名参数

；

在1,...,n-1个车位预约者U _i 范围内的签名参数

；

生成停车位预约信息m的匿名预约签名信息σ=sign{m,R,S,T,f(x)}，并且将预约签名信息σ公布在城市停车服务系统的预约页面之上；

（2）城市停车服务系统通过求解方程f(u _i )=0modq来追踪预约签名信息σ的签名者的真实身份；

其中，函数mod为取模运算；

其中，所述城市停车服务系统验证等式α ^S =Y*T*R ^H(m)modp是否成立，若上述等式成立，则判断停车位预约信息m对应的预约签名信息σ是合法的。

2.根据权利要求1所述的智慧城市停车服务系统，其特征在于，移动终端MT _i 用于共享城市停车服务信息。

3.根据权利要求2所述的智慧城市停车服务系统，其特征在于，所述云计算服务器CCF _PS 部署在智慧城市物联网系统内。