【技术实现步骤摘要】
一种基于声誉系统的5G车联网快速消息认证方法
本专利技术属于车联网通信安全技术,具体涉及一种基于声誉系统的5G车联网快速消息认证方法。
技术介绍
目前许多国家竞相投入到5G的开发与应用当中。5G作为新兴技术其高速率、低时延、广覆盖、支持D2D通信的显著特点,为移动互联网产业带来巨大的契机,尤其是车联网。所谓的车联网(VANETs),是众多不同类型的车辆在无线网络环境下借助其安装的车载单元(OBU)与临近车辆相互通信,从而形成分布式自组织网络。车辆周期性广播道路与车辆状态的相关信息,通过车辆间的信息交互实现两种主要的应用。一种主要是通过获取的即时讯息提前做出决策,以避免交通堵塞,提高通行效率,减少交通事故。第二种包括P2P游戏,视频流下载等,以提高人们的驾车体验。尽管车联网存在如此巨大的潜能,但其高速变化的动态拓扑网络、频繁的网络切换、对时延又极其敏感的特点,带来了许多挑战。且由于消息是在开放的无线环境下进行传播,因而必须提供强大的安全保护系统。同时车联网的大规模部署,需要确保用户对于快速认证与隐私保护的要求。遗憾的是,一些方案使用双线性对运算且要求路边单元(RSU)完全可信或已经充分部署,由于双线性对函数计算复杂度较高,RSU价格昂贵且位于沿路两侧的开放区域容易遭受物理攻击,所以这些方案并不适用于车联网的大规模部署。更重要的是,传统的公钥基础设施只能为身份认证建立防御,但不能从已经授权的用户中区分出不可信的车辆,因而很难保证消息的可靠性。5G能够将多种无线技术整合到蜂窝系统结构中,对蜂窝网络设施的再利用降低了部署基础设施的开销,其高可靠、低时延以及提供更广 ...
【技术保护点】
1.一种基于声誉系统的5G车联网快速消息认证方法,其特征在于:依次包括以下步骤:(1)准备过程:(1.1)TA的初始化:TA选择
【技术特征摘要】
1.一种基于声誉系统的5G车联网快速消息认证方法,其特征在于:依次包括以下步骤:(1)准备过程:(1.1)TA的初始化:TA选择作为主密钥,并计算相应的公钥Ppub=sP,然后TA选择三个安全的无碰撞单向哈希函数:h:{0,1}*→Zq,H1:{0,1}*→Zq,H2:{0,1}*→Zq;TA广播公共参数{P,Ppub,q,H1,H2};TA使用哈希函数h生成可信证明集{CRi};其中,i=1,2,…N;P是加法群G的生成元,q是一个素数;(1.2)车辆注册;(1.2.1)用户向TA提供自己的真实身份UIDi、车辆Vi的真实身份IDi以及所选的登录密码PWi;(1.2.2)TA将该用户的信誉值作为车辆的初始声誉值,为车辆Vi颁发可信证明CR,并计算Ai=h(UIDi‖IDi‖s),Ai和Bi为秘密认证参数;(1.2.3)TA随机选取计算Ri=riP,计算伪身份以及伪身份对应的私钥SAIDi=ri+H1(AIDi‖Ri)×smodq;Ri是TA动态更新的系统参数;(1.2.4)TA将{Ai,Bi,UIDi,IDi,PWi,CR,AIDi,SAIDi,h}存储在车辆Vi中,并在本地保存{UIDi,IDi}和该车初始信誉值;(1.3)用户登录;用户向车辆Vi中输入UIDi和IDi以及登录密码PWi;车辆验证用户所输入的PWi是否使得等式成立,若等式成立,则允许用户登录,否则拒绝此次的登录请求;(2)通信过程:(2.1)车辆Vi使用伪身份对消息Mi进行签名,使用该伪身份对应的私钥和可信证明CR对消息进行加密,之后车辆Vi发布加密后的消息;(2.2)接收到该消息的其他车辆会执行消息认证过程,并向TA发送针对这条消息的反馈;(2.3)TA根据车辆Vi的反馈信息进行声誉管理;(2.4)由于伪身份与可信证明CR具有一定的有效期,因此车辆Vi通过TA进行伪身份与可信证明CR的更新。2.根据权利要求1所述的基于声誉系统的5G车联网快速消息认证方法,其特征在于:所述步骤(2.1)中车辆发布交通信息的具体方法为:(2.1.1)车辆Vi随机选择计算Di=diP,然后对车辆消息签名σvi=H2(AIDi‖Ri‖Di‖M1‖tt)×di+SAIDimodq,其中,tt代表时间戳;Mi是指车辆广播的道路状况以及紧急刹车信息;(2.1.2)车辆Vi将消息{AIDi,Ri,M1,M2,tt,σVi}发送给邻居车辆。3.根据权利要求1所述的基于声誉系统的5G车联网快速消息认证方法,其特征在于:所述步骤(2.2)中消息认证过程如下:(2.2.1)当其他车辆收到消息后,首先查看消息是否仍在有效时间内。若是,则继续执行以下步骤,反之,拒绝验证该消息;(2.2.2)车辆使用CR解密消息M1,M2获得M1与Di,计算hi,1=H1(AIDi‖Ri),hi,2=H2(AIDi‖Ri‖Di‖M1‖tt)并通过验证等式σviP=hi,2Di+Ri+hi,1Ppub是否成立检验消息的有效性;若等式不成立则说明消息被篡改;Di=...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔杰,张晓宇,仲红,许艳,张静,应作斌,陈志立,
申请(专利权)人:安徽大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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