【技术实现步骤摘要】
一种车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法
本专利技术涉及车联网的
，尤其涉及一种车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法。
技术介绍
车联网(VehicularAd-HocNetworks,VANETs)作为物联网技术的典型应用，实现了车辆与车辆之间以及车辆与基础设施间的实时交通信息交互，对车辆用户及时了解交通路况信息，减少交通事故的发生起到了积极的作用，在智能交通领域得到广泛的发展。随着网络环境的不断变化，多种信息安全和隐私泄露问题也随之而来，严重威胁到车辆用户的人身安全和个人隐私。随着车联网中网络通信环境的变化，车辆可能会遭遇被窃听、定位、跟踪等安全威胁，因此需要进行适当的匿名保护，需要提供相应的安全策略，在为车辆用户提供快捷服务的同时，能够有效保护车辆用户的通信安全和个人隐私。目前，车联网中匿名认证技术主要包括基于PKI认证、基于身份的认证和基于群签名的认证。早期主要采用Raya和Hubaux在2007年提出的基于公钥基础设施(PKI)的公钥证书方案。该方案需要在车辆中存储大量的公私钥对和相关证书，在占用...
【技术保护点】
1.一种车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法，其特征在于，其步骤如下：/n步骤一、系统初始化：可信机构TA选择系统参数，生成主密钥和自身的公钥，公钥信息向外公开；/n步骤二、群管理员与群成员公私秘钥生成：任意选择一个路边单元RSU作为群管理员，群管理员RSU与用户的车载单元OBU生成相应的公私秘钥，群管理员RSU生成初始的群同步因子T；/n步骤三、成员加入：新加入成员根据入群方法加入到已有车联网群组中，生成自身同步因子并更新群同步因子；群管理员RSU验证新加入成员身份的合法性，并为新加入成员生成证书，新加入成员验证群管理员RSU身份的合法性并接受自身证书；群管理员RSU公...
【技术特征摘要】
1.一种车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法，其特征在于，其步骤如下：
步骤一、系统初始化：可信机构TA选择系统参数，生成主密钥和自身的公钥，公钥信息向外公开；
步骤二、群管理员与群成员公私秘钥生成：任意选择一个路边单元RSU作为群管理员，群管理员RSU与用户的车载单元OBU生成相应的公私秘钥，群管理员RSU生成初始的群同步因子T；
步骤三、成员加入：新加入成员根据入群方法加入到已有车联网群组中，生成自身同步因子并更新群同步因子；群管理员RSU验证新加入成员身份的合法性，并为新加入成员生成证书，新加入成员验证群管理员RSU身份的合法性并接受自身证书；群管理员RSU公布新的同步因子，群内其它成员更新自身同步因子；
步骤四、生成签名：群成员基于签名算法实现对消息M的签名；
步骤五、验证签名：车联网群组中验证者通过公开信息及签名信息进行消息签名的验证，确认此签名消息是由群内成员签名并发出的；
步骤六、成员撤销：当群内成员由于某种原因退出群组时，群管理员RSU根据退出群成员A的身份信息重新计算群同步因子T'，并将新的群同步因子T'与群成员A的同步因子相关信息发送给群内其它成员B，其它成员B根据信息更新自身的同步因子；
步骤七、打开签名：当群管理员RSU发现群成员发送的消息签名为虚假信息或者群成员之间发生争议时，通过对消息签名计算打开签名，揭示用户的身份。
2.根据权利要求1所述的车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法，其特征在于，所述步骤一中系统初始化的方法为：可信机构TA基于选定的安全参数k，生成两个大素数p和q，且满足q|p-1；选取q阶椭圆曲线上的加法循环群G上的生成元P，选取两个无碰撞哈希函数H:H1:可信机构TA选取随机数作为系统主密钥，并计算Pz＝zP作为公钥。可信机构TA公开系统参数params＝{p,q,G,P,Pz,H,H1}，并秘密保存系统主密钥z。
3.根据权利要求2所述的车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法，其特征在于，所述步骤二中群管理员与群成员的公私秘钥生成的方法为：
将任意一个路边单元RSU充当群管理员身份参与群内车辆成员的管理，群管理员RSU的身份信息为IDRSU，群管理员RSU随机选取参数作为私钥计算中间变量PRSU＝xRSUP，将消息(IDRSU,PRSU)发送给可信机构TA；可信机构TA随机选取参数计算中间变量RRSU＝rRSUP和sRSU＝rRSU+zH1(IDRSU||PRSU||RRSU)，并将消息(RRSU，sRSU)秘密发给群管理员RSU；群管理员RSU收到消息(RRSU，sRSU)后，验证sRSUP＝RRSU+PzH1(IDRSU||PRSU||RRSU)是否成立，成立表示消息(RRSU，sRSU)可作为群管理员RSU的部分公钥与部分私钥；此时，群管理员RSU形成完整私钥对SKRSU＝(xRSU,sRSU)和完整公钥对PKRSU＝(xRSUP,sRSUP)＝(PRSU,SRSU)；可信机构TA保存群管理员RSU的信息(IDRSU,PRSU,SRSU,sRSU)，并将公钥保存到公开列表中；其中，RRSU为群管理员RSU的部分公钥，sRSU为群管理员RSU的部分私钥，P为q阶椭圆曲线上加法循环群G上的生成元，PRSU为群管理员RSU的部分公钥，SRSU为群管理员RSU部分公钥，Pz＝zP为提供公钥，||表示或运算，H1(·)为哈希函数；
基于成员A的车载单元OBUA的身份信息IDA，生产车载单元OBUA的私钥对SKA＝(xA,sA)和公钥对PKA＝(PA,SA)，并公开公钥PKA；其中，xA为用户自己掌握的部分私钥，sA为由可信机构TA产生的用户A的部分私钥，PA为用户自己掌握的部分公钥，SA为可信机构TA为用户A计算的部分公钥；
群管理员RSU随机选取参数计算T0＝eP作为初始的群同步因子T。
4.根据权利要求2或3所述的车联网中基于无证书群签名的匿名认证方法，其特征在于，所述步骤三中成员加入的方法为：
(1)当用户A的车载单元OBUA想加入车联网群组时，车载单元OBUA随机选取参数和计算YA＝yAP、hA＝H(IDA||PKA||YA||bA)和vA＝yA-hA·SKA；车载单元OBUA将消息(IDA||YA||hA||vA||bA)发送给群管理员RSU；其中，H(.)为哈希函数，为q阶循环加法群中的自然数集，YA为用户A对一个随机值的计算结果，hA为哈希运算后的中间计算量，PKA为用户A的公钥对，bA为用户A同步因子的随机参数，vA为中间计算量，SKA为用户A的私钥对；
(2)群管理员RSU将身份信息IDA发送给可信机构TA，获取车载单元OBUA的公钥PKA，群管理员RSU验证等式YA'＝vAP+hAPKA＝(yA-hA·SKA)P+hAPKA＝yAP-hAPKA+hAPKA＝YA是否成立，成立则为车载单元OBUA生成证书，否则认为用户A为非法用户；
(3)群管理员RSU随机选择参数计算中间变量EA＝YA+eAP＝(eA+yA)P、hRSU＝H(EA||PKRSU||T)和sRSU＝eA+SKRSU·hRSU，群管理员RSU将消息(EA,hRSU,sRSU,T)发送给车载单元OBUA，同时将消息(IDA,PKA,YA,bA,EA,EAP,eA,hA,sA)存储到群成员信息列表中；其中，EA为等式验证结果，hRSU为验证公式，PKRSU为群管理员RSU的公钥对，SKRSU为群管理员RSU的私钥对，sRSU为群管理员RSU的部分私钥；
(4)车载单元OBUA验证群管理员RSU的公钥PKRSU，并计算等式EA'＝(sRSU+yA)P-hRSUPKRSU＝(eA+SKRSU·hRSU+yA)P-hRSUPKRSU＝(eA+yA)P＝EA是否成立，如果成立，用户A的车载单元OBUA加入群组，生成群成员证书为(IDA,PKRSU,YA,EA,bA,T)；否则车载单元OBUA认为群管理员RSU不可信；
(5)群管理员RSU发送消息(T,bA)给群内其它成员，群内其他成员的车载单元OBUB更新它的同步因子TB，车载单元OBUB的证书为(IDB,PKRSU,YB,EB,bB,TB)，则车载单元OBUB计算新的同步因子TB'＝T+TB(bB-bB)，车载单元OBUB的新证书为(IDB,PKRSU,YB,EB,bB,TB')；其中，IDB为用户B的身份信息，YB为随机值用户B的计算结果，EB为用户B的椭圆曲线，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑远攀，李广阳，王泽宇，陈广玉，陈燕，张云翼，刘新新，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。