基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法技术

本发明专利技术属于车联网技术领域，公开了一种基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法；采用基于LTE‑V通信的自动驾驶车队架构，其过程包括车队内部成员之间进行组密钥协商，车队成员的动态加入和退出时组密钥更新，访问网络时组头收集所有成员的签名并生成聚合签名，然后将聚合签名发送至路侧单元进行认证，路侧单元验证签名并认证车队车辆。本发明专利技术可以实现安全高效的面向车队的安全管理，并涉及成员的动态加入和退出，减小了通信成本和计算成本，保证了车队成员通信的安全；极大提高了消息验证的效率，并且保证消息的完整性，在5G车联网下的自动驾驶场景有应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法
本专利技术属于车联网
，尤其涉及一种基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：近年来，因汽车数量持续增长而引起的交通安全、出行效率、环境保护等问题日益突出，车联网领域的相关研究尤为重要。车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，融合了传感器、RFID、数据挖掘、自动控制等相关技术，按照通信协议和标准，实现车辆与公众网络的动态移动通信。在车联网中，车辆作为移动通信设备和用户载体，以拓扑节点的形式组织移动网络拓扑。由于车辆自身的移动性，车载通信具有移动区域受限、网络频繁接入和中断、节点覆盖范围大、通信环境复杂等特点。所以，在实施方面存在多方面挑战和困难。随着第五代移动通信的快速发展，对于低时延、高移动性的车联网场景，5G移动通信技术解决了车联网面临的多方面问题和挑战。当前，移动互联网信息服务的快速发展，推动了智能终端的普及，加快了第五代移动通信的部署，带动更多的产业发展。其中移动互联网对于汽车和交通的影响也非常显著。越来越多的汽车可以连接到互联网，并且可以相互连接，并向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法，其特征在于，所述基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法基于LTE‑V通信的自动驾驶车队架构；车队内部成员之间进行组密钥协商，车队成员的动态加入和退出时组密钥更新，访问网络时组头收集所有成员的签名并生成聚合签名，然后将聚合签名发送至路侧单元进行认证，路侧单元验证签名并认证车队车辆。

【技术特征摘要】
1.一种基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法，其特征在于，所述基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法基于LTE-V通信的自动驾驶车队架构；车队内部成员之间进行组密钥协商，车队成员的动态加入和退出时组密钥更新，访问网络时组头收集所有成员的签名并生成聚合签名，然后将聚合签名发送至路侧单元进行认证，路侧单元验证签名并认证车队车辆。2.如权利要求1所述的基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法，其特征在于，所述基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法。(1)系统初始化，l是一个安全参数；G1和G2是两个阶为素数p的循环群，一个双线性对映射P是G1的生成元，H1、H2和H为哈希函数，H1,H2:{0,1}*→G1，密钥生成中心PKG任意选取并计算P0＝xP,PKcenter＝yP；则系统参数是主密钥是x，路侧单元的密钥对(PKcenter＝yP,SKcenter＝y)；(2)车队成员之间需要通信时，成员之间进行协商生成车队组密钥；(3)当有成员动态加入和退出时，车队组密钥进行更新；(4)车队需要访问网络时，车队组头车辆对成员签名进行聚合并发送给路侧单元进行认证。3.如权利要求2所述的基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法，其特征在于，组密钥生成过程只需成员参与，并将计算轮数减小到两轮，具体包括：车队的组头与成员一样，无法查看其他组成员的密钥；车队内有n个成员，则组头采用(2n-2)×n的矩阵，车队组密钥生成分为两轮，具体包括：(1)第一轮：在第一轮中，车辆成员u1用其私钥s1(1＜s1≤m-1)乘以矩阵的第一行向量的第一值，并将第一行第一个值更新为乘以后的值；车辆成员u2使用其私钥s2(1＜s2≤m-1)乘以成员u1更新后的第一行向量的前两个值，并替换矩阵的第二行；车辆成员un-1使用其私钥sn-1(1＜sn-1≤m-1)乘以矩阵第(n-2)行的前(n-1)个值，并将矩阵的第(n-1)行的前(n-1)个值更新为相乘后的值；车辆成员un使用其私钥sn(1＜sn≤m-1)乘以矩阵第(n-1)行，并将矩阵的第n行的值更新为相乘后的值；(2)第二轮：第二轮从成员u1使用其私钥s1乘以矩阵的第n行，从第三个值开始到第n个值结束，并将矩阵的第(n+1)行更新为模乘后的值，成员un-2使用其私钥sn-2乘以矩阵的第(2n-3)行的最后一个值，并将矩阵的第(2n-2)行更新为相乘后的值；则矩阵的第(n-1)行到第n行的对角线元素分别为车队中车辆成员{u1,u2,...,un}的公钥；(3)组密钥产生：每个车辆成员将其私钥SKu和公钥PKu相乘，是车队的组密钥。4.如权利要求2所述的基于可扩展式贡献组密钥协商的面向车队的安全管理方法，其特征在于，当有车队成员动态加入和退出时，具体包括：(1)成员退出车辆成员选择一个随机数r，其中(1＜r≤m-1)，然后使用椭圆曲线乘法来更改组成员的所有公钥，并将新公钥发送给所有剩余组成员，所有成员的私钥保持不...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖成喆，丁煜涵，张敏，杜阳阳，门嘉卫，类诚至，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61