一种基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法技术

本发明专利技术提供了一种基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法，属于车联网应用技术领域。其技术方案为：包括如下步骤：S10车辆及RSU线下获得身份证书后，进行线上双向认证，完成车辆身份初始化；S20车辆向RSU提交预发布消息，RSU完成对消息的预认证，并缓存合法消息；S30接收该消息的车辆向RSU申请消息认证，RSU匹对缓存消息并反馈验证结果，实现消息的快速认证。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术通过设计一种预认证机制，通过RSU预认证的消息被存入缓存列表，以完成消息接收车辆对该消息的快速认证，取代了传输通信开销巨大的证书，提高了通信效率。信效率。信效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法


[0001]本专利技术涉及车联网应用
，尤其涉及一种基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法。

技术介绍

[0002]目前，道路安全受到公众越来越多的关注，如何避免交通事故发生是车辆安全的研究重点。随着通信技术的不断发展，多数车辆都配置了无线通信设备，该设备被称为车载单元，可以和其他车辆、路侧单元通信。大量车载单元和路侧单元组成的自组织网络称为车辆ad hoc网络(VANET)，VANET网络可以通过车车通信，如路况信息交流、紧急制动警告等提高道路安全和效率。新技术的采用带来巨大社会效益的同时，也带来巨大挑战。其中，最大的挑战是如何解决新技术带来的安全和隐私问题。现有的网络安全和隐私保护的研究方案没有考虑车联网相关的伸缩性和通信开销，因此不能直接有效的应用于VANET。
[0003]VANET作为移动自组网的一种特殊实现方式，具有许多独特的性质：
[0004]1、车辆和路侧单元在组网过程中，连接通常是短暂的和一次性的事件。这导致VANET网络的拓扑结构是高度动态的。车车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、车辆及RSU线下获得身份证书后，进行线上双向认证，完成车辆身份初始化，初始化分为线下和线上初始化两部分；线下初始化基于PKI系统实现OBU和RSU身份认证，生成初始参数以及CA证书；线上初始化完成车辆驶入RSU通信范围后的双向认证，以及用于车辆间后继安全高效通信的假名注册和会话密钥的生成；S2、车辆向RSU提交预发布消息，RSU完成对消息的预认证，采用消息认证码技术实现消息的完整性和身份预验证，RSU将合法消息的hash值存入缓存表，以完成消息快速认证；S3、接收该消息的车辆向RSU申请消息认证，RSU匹对缓存消息并反馈验证结果，用于消息的快速认证，提交完消息预认证后，车辆等待一个预定义阈值时间ΔT向其他车辆发送该消息，其他车辆成功接收消息，首先将其缓存到本地数据库，并对相关字段进行hash运算，把运算后的值用RSU公钥进行加密后发送至RSU，RSU将该值匹配hash缓存表，若匹配则将验证成功消息反馈给车辆，否则反馈验证失败消息。2.根据权利要求1所述的基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11、RSU身份注册，TC中心的PKI服务器CA统一部署RSU，为其生成身份标识ID
R
，并利用RSA算法：选取两个素数p,q，计算n＝p
×
q，选取e满足gcd(φ(n),e)＝1，1＜e＜φ(n)；计算d≡e
‑1(modφ(n))，计算得公私钥对P
R
＝{e,n},S
R
＝{d,n}，CA结合ID
R
、公钥及时间戳元素生成本域身份证书Cert
R
；S12、车辆(OBU)身份注册，经核实车辆提供有效身份信息，CA为其生成车辆身份标识ID，利用RSA算法计算公私钥对{P
V
,S
V
}，CA结合车辆ID、本地域ID、公钥及时间戳元素生成本域身份证书Cert
V
，并将Cert
V
存于OBU设备；S13、车辆V
i
驶入某RSU R
i
的通信范围，R
i
周期性发送的Hello报文被车辆V
i
检测到RSU R
i
广播自己的证书和签名：R
i
‑
>V
i
:{Cert
R
,Sign(S
R
,Cert
R
)}；S14、车辆V
i
接收到RSU广播信息,成功验证RSU的公钥证书Cert
R
,从Cert
R
获得R
i
的公钥P
R
，V
i
生成大素数q以及整数a，a<q且a是q的原根，产生一个X
v
(X
v
＜q)，计算用R
i
的公钥P
R
加密后，附加自己的证书和签名发送给R
i
：V
i
‑
>R
i
:{Cert
v
,Sign(S
v
,Cert
v
||E2(P
R
,a||q||Y
v
))}；S15、RSU R
i
获取车辆V
i
的消息，成功验证车辆V
i
的公钥证书Cert
v
,从Cert
v
获得V
i
的公钥P
V
和大素数q以及整数a、Y
v
，R
i
产生整数X
R
(X
R
＜q),计算生成共享密钥并为此车分配一个假名ID
i
，为保护车辆的隐私，防止车辆移动轨迹被跟踪，方案为同一时段内所有车分配相同的假名ID
i
，同一时段内所有车使用同一个假名ID
i
和RSU通信，RSU将假名、共享会话密钥、车辆证书、时间戳存入列表，假名和共享会话密钥是一对多的关系；R
i
用车辆V
i
的公钥P
V
加密假名ID
i
和参数Y
R
后发送给V
i
：R
i
‑
>V
i
:{E2(P
v
,Y
R
||ID
i
)}S16、车辆V
i
用私钥S
v
解密来自R
i
的消息，获得Y
R
和假名ID
i
，生成共享密钥
3.根据权利要求1所述的基于消息预认证技术的车联网v2v高效通信方法，其特征在于，所述步骤S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹利，陈葳葳，张迪，朱李辰，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：