基于非对称算法的车载单元收费方法技术

本发明专利技术提供了一种基于非对称算法的车载单元收费方法，包括：路侧单元生成第一随机因子RND1，获取入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名得到第一签名信息SIG1；路侧单元向车载单元发送扣费请求；车载单元验证路侧单元证书CERT1的合法性，在验证路侧单元证书CERT1的合法性通过后，对第一签名信息SIG1进行验签，在通过后生成记录信息，并利用车载单元私钥对第二待签名信息进行签名得到第二签名信息SIG2；车载单元向路侧单元发送交易凭证；路侧单元验证车载单元证书CERT2的合法性，在验证车载单元证书CERT2的合法性通过后，对第二签名信息SIG2进行验签，在对第二签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。

Vehicle unit charging method based on asymmetric algorithm

【技术实现步骤摘要】
基于非对称算法的车载单元收费方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种基于非对称算法的车载单元收费方法。
技术介绍
ETC(ElectronicTollCollection，不停车收费系统)系统是通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。主要由车辆自动识别系统、中心管理系统和其他辅助设施等组成。其中，车辆自动识别系统有车载单元(Onboardunit，OBU)又称应答器(Transponder)或电子标签(Tag)、路边单元(Roadsideunit，RSU)、环路感应器等组成。OBU中存有车辆的识别信息，一般安装于车辆前面的挡风玻璃上，RSU安装于收费站旁边，环路感应器安装于车道地面下。现有的ETC系统中RSU与OBU的通信均是基于对称密钥体系，如果有一个OBU设备被非法破解，即会影响整个ETC系统的安全性，所有已经发行的OBU设备都会受到被盗取钱款的安全威胁。随着OBU设备发行量的持续攀升，基于对称密钥体系的ETC系统的安全性受到越来越多的挑战，因此，本领域亟需一种解决ETC系统的安全风险的技术方案。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题。本专利技术的主要目的在于提供一种基于非对称算法的车载单元收费方法，包括：路侧单元生成第一随机因子RND1，获取入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名，得到第一签名信息SIG1，其中，第一待签名信息至少包括：入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1以及扣款金额SUM1；路侧单元向车载单元发送扣费请求，其中，扣费请求包括：路侧单元证书CERT1、入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1、扣款金额SUM1以及第一签名信息SIG1，路侧单元证书CERT1包括路侧单元设备标识RSU-ID；车载单元接收扣费请求，验证路侧单元证书CERT1的合法性，在验证路侧单元证书CERT1的合法性通过后，对第一签名信息SIG1进行验签，在对第一签名信息进行验签通过后，生成记录信息，并利用车载单元私钥对第二待签名信息进行签名，得到第二签名信息SIG2，其中，第二待签名信息至少包括：路侧单元设备标识RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1、扣款金额SUM1；车载单元向路侧单元发送交易凭证，其中，交易凭证包括：车载单元证书CERT2以及第二签名信息SIG2；路侧单元接收交易凭证，验证车载单元证书CERT2的合法性，在验证车载单元证书CERT2的合法性通过后，对第二签名信息SIG2进行验签，在对第二签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。此外，车载单元证书CERT2包括车载单元设备标识OBU-ID；在路侧单元执行扣费操作之前，还包括：路侧单元验证车载单元设备标识OBU-ID是否包含在黑名单中，并验证车载单元设备标识OBU-ID不包含在黑名单中。本专利技术的另一主要目的在于提供一种基于非对称算法的车载单元收费方法，包括：路侧单元生成第一随机因子RND1，获取出口标识ST1、出口地址ADD1和当前时间RTC1，向车载单元发送信息获取请求，其中，信息获取请求至少包括：路侧单元证书CERT1、出口标识ST1、出口地址ADD1、当前时间RTC1以及第一随机因子RND1；车载单元接收信息获取请求，生成第二随机因子RND2，获取入口地址ADD2和进入时间RTC2，向路侧单元发送信息获取响应，其中，信息获取响应至少包括：车载单元证书、入口地址ADD2、进入时间RTC2以及第二随机因子RND2；路侧单元接收信息获取响应，根据入口地址ADD2和出口地址ADD1计算扣款金额SUM1，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名得到第一签名信息SIG1，向车载单元发送扣费请求，其中，扣费请求包括：扣款金额SUM1以及第一签名信息SIG1，第一待签名信息至少包括：出口标志ST1、入口地址ADD2、出口地址ADD1、当前时间RTC1、进入时间RTC2、第二随机因子RND2以及扣款金额SUM1；车载单元接收扣费请求，验证路侧单元证书CERT1的合法性，在验证路侧单元证书CERT1的合法性通过后，对第一签名信息SIG1进行验签，在对第一签名信息进行验签通过后，利用车载单元私钥对第二待签名信息进行签名，得到第二签名信息SIG2，向路侧单元发送交易凭证，其中，交易凭证包括：第二签名信息SIG2，第二待签名信息至少包括：出口标志ST1、入口地址ADD2、出口地址ADD1、当前时间RTC1、进入时间RTC2、第二随机因子RND2以及扣款金额SUM1；路侧单元接收交易凭证，验证车载单元证书CERT2的合法性，在验证车载单元证书CERT2的合法性通过后，对第二签名信息SIG2进行验签，在对第二签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。此外，车载单元证书CERT2包括车载单元设备标识OBU-ID；在路侧单元执行扣费操作之前，还包括：路侧单元验证车载单元设备标识OBU-ID是否包含在黑名单中，并验证车载单元设备标识OBU-ID不包含在黑名单中。本专利技术的另一主要目的在于提供一种基于非对称算法的车载单元收费方法，包括：路侧单元生成第一随机因子RND1，获取路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，向车载单元发送扣费请求，其中，扣费请求至少包括：路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1以及扣款金额SUM1；车载单元接收扣费请求，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名，得到第一签名信息SIG1，向路侧单元发送交易凭证，其中，交易凭证包括第一签名信息SIG1和车载单元设备标识，第一待签名信息至少包括：路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1以及扣款金额SUM1；路侧单元接收交易凭证，向后台系统发送交易凭证；后台系统接收交易凭证，利用车载单元设备标识获取车载单元证书，对第一签名信息SIG1进行验签，在对第一签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。本专利技术的另一主要目的在于提供一种基于非对称算法的车载单元收费方法，包括：路侧单元生成第一随机因子RND1，获取路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，向车载单元发送扣费请求，其中，扣费请求至少包括：路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1以及扣款金额SUM1；车载单元接收扣费请求，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名，得到第一签名信息SIG1，向路侧单元发送交易凭证，其中，交易凭证包括第一签名信息SIG1和车载单元数字证书CERT1，第一待签名信息至少包括：路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1、当前时间RTC1、第一随机因子RND1以及扣款金额SU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非对称算法的车载单元收费方法，其特征在于，包括：/n路侧单元生成第一随机因子RND1，获取入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名，得到第一签名信息SIG1，其中，所述第一待签名信息至少包括：所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1以及所述扣款金额SUM1；/n所述路侧单元向所述车载单元发送扣费请求，其中，所述扣费请求包括：路侧单元证书CERT1、所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1、所述扣款金额SUM1以及所述第一签名信息SIG1，所述路侧单元证书CERT1包括路侧单元设备标识RSU-ID；/n所述车载单元接收所述扣费请求，验证所述路侧单元证书CERT1的合法性，在验证所述路侧单元证书CERT1的合法性通过后，对所述第一签名信息SIG1进行验签，在对所述第一签名信息进行验签通过后，生成记录信息，并利用车载单元私钥对第二待签名信息进行签名，得到第二签名信息SIG2，其中，所述第二待签名信息至少包括：所述路侧单元设备标识RSU-ID、所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1、所述扣款金额SUM1；/n所述车载单元向所述路侧单元发送交易凭证，其中，所述交易凭证包括：车载单元证书CERT2以及所述第二签名信息SIG2；/n所述路侧单元接收所述交易凭证，验证所述车载单元证书CERT2的合法性，在验证所述车载单元证书CERT2的合法性通过后，对所述第二签名信息SIG2进行验签，在对所述第二签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于非对称算法的车载单元收费方法，其特征在于，包括：
路侧单元生成第一随机因子RND1，获取入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名，得到第一签名信息SIG1，其中，所述第一待签名信息至少包括：所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1以及所述扣款金额SUM1；
所述路侧单元向所述车载单元发送扣费请求，其中，所述扣费请求包括：路侧单元证书CERT1、所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1、所述扣款金额SUM1以及所述第一签名信息SIG1，所述路侧单元证书CERT1包括路侧单元设备标识RSU-ID；
所述车载单元接收所述扣费请求，验证所述路侧单元证书CERT1的合法性，在验证所述路侧单元证书CERT1的合法性通过后，对所述第一签名信息SIG1进行验签，在对所述第一签名信息进行验签通过后，生成记录信息，并利用车载单元私钥对第二待签名信息进行签名，得到第二签名信息SIG2，其中，所述第二待签名信息至少包括：所述路侧单元设备标识RSU-ID、所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1、所述扣款金额SUM1；
所述车载单元向所述路侧单元发送交易凭证，其中，所述交易凭证包括：车载单元证书CERT2以及所述第二签名信息SIG2；
所述路侧单元接收所述交易凭证，验证所述车载单元证书CERT2的合法性，在验证所述车载单元证书CERT2的合法性通过后，对所述第二签名信息SIG2进行验签，在对所述第二签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载单元证书CERT2包括车载单元设备标识OBU-ID；
在所述路侧单元执行扣费操作之前，还包括：
所述路侧单元验证所述车载单元设备标识OBU-ID是否包含在黑名单中，并验证所述车载单元设备标识OBU-ID不包含在黑名单中。


3.一种基于非对称算法的车载单元收费方法，其特征在于，包括：
路侧单元生成第一随机因子RND1，获取出口标识ST1、出口地址ADD1和当前时间RTC1，向车载单元发送信息获取请求，其中，所述信息获取请求至少包括：路侧单元证书CERT1、所述出口标识ST1、所述出口地址ADD1、所述当前时间RTC1以及所述第一随机因子RND1；
所述车载单元接收所述信息获取请求，生成第二随机因子RND2，获取入口地址ADD2和进入时间RTC2，向所述路侧单元发送信息获取响应，其中，所述信息获取响应至少包括：车载单元证书、所述入口地址ADD2、所述进入时间RTC2以及所述第二随机因子RND2；
所述路侧单元接收所述信息获取响应，根据所述入口地址ADD2和所述出口地址ADD1计算扣款金额SUM1，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名得到第一签名信息SIG1，向所述车载单元发送扣费请求，其中，所述扣费请求包括：扣款金额SUM1以及所述第一签名信息SIG1，所述第一待签名信息至少包括：所述出口标志ST1、所述入口地址ADD2、所述出口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述进入时间RTC2、所述第二随机因子RND2以及所述扣款金额SUM1；
所述车载单元接收所述扣费请求，验证所述路侧单元证书CERT1的合法性，在验证所述路侧单元证书CERT1的合法性通过后，对所述第一签名信息SIG1进行验签，在对所述第一签名信息进行验签通过后，利用车载单元私钥对第二待签名信息进行签名，得到第二签名信息SIG2，向所述路侧单元发送交易凭证，其中，所述交易凭证包括：所述第二签名信息SIG2，第二待签名信息至少包括：所述出口标志ST1、所述入口地址ADD2、所述出口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述进入时间RTC2、所述第二随机因子RND2以及所述扣款金额SUM1；
所述路侧单元接收所述交易凭证，验证所述车载单元证书CERT2的合法性，在验证所述车载单元证书CERT2的合法性通过后，对所述第二签名信息SIG2进行验签，在对所述第二签名信息进行验签通过后，执行扣费操作。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述车载单元证书CERT2包括车载单元设备标识OBU-ID；
在所述路侧单元执行扣费操作之前，还包括：
所述路侧单元验证所述车载单元设备标识OBU-ID是否包含在黑名单中，并验证所述车载单元设备标识OBU-ID不包含在黑名单中。


5.一种基于非对称算法的车载单元收费方法，其特征在于，包括：
路侧单元生成第一随机因子RND1，获取路侧单元设备编号RSU-ID、入口标识ST1、入口地址ADD1和当前时间RTC1，确定扣款金额SUM1，向车载单元发送扣费请求，其中，所述扣费请求至少包括：所述路侧单元设备编号RSU-ID、所述入口标识ST1、所述入口地址ADD1、所述当前时间RTC1、所述第一随机因子RND1以及所述扣款金额SUM1；
所述车载单元接收所述扣费请求，利用路侧单元私钥对第一待签名信息进行签名，得到第一签名信息SIG1，向所述路侧单元发送交易凭证，其中，所述交易凭证包括第一签名信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东声，
申请(专利权)人：天地融科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11