基于环签名的车队安全管理系统及方法、车辆管理平台技术方案

本发明专利技术属于车联网技术领域，公开了一种基于环签名的车队安全管理系统及方法、车辆管理平台，在椭圆曲线的基础上对车队成员的身份做基于身份的环签名；利用椭圆曲线、区块链、环签名对车队成员的身份进行隐匿与公钥更新、认证消息发送者的身份与更新会话密钥；利用区块链公布车辆的公钥证书和信誉值；车辆通过路边单元查询周围车辆的公钥、公钥有效性、当前信誉值，避免恶意车辆的加入；公钥的更新可以避免当用户的私钥受到安全性威胁时，信息被恶意车辆截获和篡改。本发明专利技术有效防止了注册用户的隐私和车队成员的隐私遭到泄露，确保车队中成员通信的安全。

Vehicle Safety Management System and Method Based on Ring Signature and Vehicle Management Platform

【技术实现步骤摘要】
基于环签名的车队安全管理系统及方法、车辆管理平台
本专利技术属于车联网
，尤其涉及一种基于环签名的车队安全管理系统及方法、车辆管理平台。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：随着汽车工业和城市化的发展，车辆的数量正在迅速增加。据估计目前全球注册的汽车超过10亿辆。这个数字将在未来10到20年内翻倍。这一现象导致了现代交通系统的关键问题进一步加重，例如交通拥堵，交通事故，能源浪费和空气污染。交通拥堵的成本往往超过浪费燃油和时间的成本；交通拥堵造成车辆排放的废气也被认为是造成空气污染的关键因素。虽然投资道路建设可以缓解交通拥堵，但是巨大的建设成本和有限的土地可用性，使得在一定程度上是不可取的。要解决这些问题，一种有效的方法就是将从以个人为主的驾驶模改变成以车队为主的驾驶模式。通常，基于车队的驾驶模式是一组有共同利益的车辆合作驾驶模式，其中车辆依次跟随前一车辆并与之保持一个小而几乎恒定的距离，从而形成一个车队。基于车队的驾驶模式有很多优点，首先，同一车队的车辆彼此之间距离的减小可以增加道路容量，交通拥堵可以相应的得到减少。其次车队的格局可以相对的减少能耗和废气的排放量，从而减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于环签名的车队安全管理方法，其特征在于，所述基于环签名的车队安全管理方法在椭圆曲线的基础上对车队成员的身份做基于身份的环签名；利用椭圆曲线、区块链、环签名对车队成员的身份进行隐匿与公钥更新、认证消息发送者的身份与更新会话密钥；利用区块链公布车辆的公钥证书和信誉值；车辆通过路边单元查询周围车辆的公钥、公钥有效性、当前信誉值，避免恶意车辆的加入；公钥的更新可以避免当用户的私钥受到安全性威胁时，信息被恶意车辆截获和篡改。

【技术特征摘要】
1.一种基于环签名的车队安全管理方法，其特征在于，所述基于环签名的车队安全管理方法在椭圆曲线的基础上对车队成员的身份做基于身份的环签名；利用椭圆曲线、区块链、环签名对车队成员的身份进行隐匿与公钥更新、认证消息发送者的身份与更新会话密钥；利用区块链公布车辆的公钥证书和信誉值；车辆通过路边单元查询周围车辆的公钥、公钥有效性、当前信誉值，避免恶意车辆的加入；公钥的更新可以避免当用户的私钥受到安全性威胁时，信息被恶意车辆截获和篡改。2.如权利要求1所述的基于环签名的车队安全管理方法，其特征在于，所述基于环签名的车队安全管理方法包括以下步骤：第一步，在注册阶段，用户在执法机构注册并将身份信息保留在执法机构，由执法机构授权给证书管理局，证书管理局给车辆颁发证书，由路边单元将证书的到期时间、证书和信誉值添加到区块链中；第二步，用户向LEA发送请求更新自己的公钥；在当前证书过期之前；如果其私钥的安全性受到威胁；如果它请求更换公钥；用户车辆的公钥，到期日期与信誉值将在新证书中更新；第三步，车队之间的认证与密钥分配，当两个车队之间需要通信时，进行签名的车队成员选取会话密钥并利用环签名对当前车队中成员的身份进行签名后发送请求给接收方车队；接收方车队成员收到请求后先向RSU发送请求查询签名成员的信誉值者、当签名成员可信时验证签名以及计算会话密钥；第四步，单一车辆的加入与密钥分配，申请加入的车辆首先对自己的身份进行签名，然后发送请求；车队成员收到请求后先向RSU发送请求查询签名车辆的信誉值、当签名车辆可信时验证签名；车队重新选择会话密钥，并广播给车队成员；第五步，成员退出后的密钥更新，当有成员退出后，车队更新会话密钥。3.如权利要求1所述的基于环签名的车队安全管理方法，其特征在于，用户将私人信息保留在执法机构，在发生纠纷的情况下用于追踪车辆的真实身份，具体步骤如下：(1)输入安全参数l，安全参数l是足够大的大素数，随机选择大素数q＞l，P是Gq的生成元，Gq阶是q,输出系统参数Params＝{Gq,Fq,E/Fq,q,P,H0,H1}LEA选择两个防碰撞的hash函数为：H0:H1:(2)用户IDi随机选取计算：公钥：pi＝kiP；私钥：si＝kini；其中ni＝H0(IDi),simodq≠0，输出公私钥对Di＝(pi,si)；(3)LEA将用户IDi的私人信息与Di保存在具有高度安全级别的数据库中，在发生纠纷的情况下将用于追踪车辆的真实身份；CA颁发给用户IDi车一个证书，并且记录在区块链中。4.如权利要求1所述的基于环签名的车队安全管理方法，其特征在于，用户向LEA发送请求更新自己的公钥；首先，在当前证书过期之前；如果其私钥的安全性受到威胁；第三如果它请求更换公钥；A车辆的公钥，到期日期与信誉值将在新证书中更新：5.如权利要求1所述的基于环签名的车队安全管理方法，其特征在于，车队之间是通过环签名的方式进行，安全模型如下：每个车队成员有一组公私钥对Di＝(pi,si)，车队之间有初始会话密钥，一个车队中存在一个车队领导者(leader)，当车队中有成员加入或退出时，车队领导者将会选择新的会话密钥并将密钥广播给当前的车队成员，不是车队成员或者不可信第三方通过区块链查询其他用户的公钥、公钥有效期和用户的信誉值；参与环签名的车队成员的身份组成一个群R＝{ID1,ID2,…,IDn}，计算ni＝H0(IDi),(i＝1,2,…,n)；系统参数Params，信息mj，进行签名的签名方车队成员IDj的公私钥对Dj＝(pj,sj)，另一车队中进行验证的验证方车队成员的公私钥对Dm＝(pm,sm)；密钥生成：签名成员IDj选择会话密钥k，将k映射为Eq上点G，映射方法公开；随机选择计算Yj＝yjP＝(xn,yn)，Q＝G+yjpm，取r＝xnmodq,r≠0；签名算法：签名成员IDj随机选择Ui∈Gq,i＝j+1,j+2,…,n,1,2,…,j-1；(1)计算hi＝H1(mj,pi,Yj,Ui)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖成喆，杜阳阳，丁煜涵，张敏，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