基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法及设备技术

本发明专利技术提供了一种基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法及设备，通过设计的基于演化博弈的激励机制为基于移动边缘计算的换电系统的规划设计、运营决策提供理论支撑，安全性分析与性能评估表明本发明专利技术在安全性、通信开销、计算开销和调度性能方面具有明显优势。计算开销和调度性能方面具有明显优势。计算开销和调度性能方面具有明显优势。

【技术实现步骤摘要】
基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法及设备


[0001]本专利技术实施例涉及换电预约服务
，尤其涉及一种基于异构签 密和激励机制的换电预约服务方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，电动汽车的普及范围有限，市场份额占比少。现有技术大多聚 焦充电预约，针对换电预约的关注甚少。另外，几乎没有研究关注换电预 约服务中异构系统之间的签密，导致不同密码系统的实体无法进行安全的 异构通信。如何设计激励机制鼓励移动边缘节点采用已有的计算、缓存和 通信资源为大规模电动汽车接收、聚合和转发信息仍是该
难点。 因此，开发一种基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法及设备，可 以有效填补上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术实施例提供了一种基于异构签 密和激励机制的换电预约服务方法及设备。
[0004]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种基于异构签密和激励机制的换 电预约服务方法，包括：步骤1：密钥生成中心KGC和全局控制器GC在系统 初始化过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法，其特征在于，包括：步骤1：密钥生成中心KGC和全局控制器GC在系统初始化过程中协作生成系统参数，换电站在全局控制器GC进行注册；步骤2：密钥生成中心KGC为换电站BS
i
,i∈{1,2,...,I}生成部分私钥psk
i
，换电站BS
i
采用部分私钥psk
i
进行密钥生成，I为换电站的数量；步骤3：电动汽车EV
j
(j∈{1,2,...,J})向私钥生成器PKG发送身份标识ID
j
，私钥生成器PKG计算身份标识ID
j
的哈希值Q
j
＝H1(ID
j
)并为电动汽车EV
j
生成的私钥sk
j
＝βQ
j
，H1为哈希函数，J为电动汽车的数量,β为密钥生成中心KGC选择的随机数；步骤4：换电站BS
i
打包换电等待时长生成消息m
i
，换电站BS
i
对消息m
i
进行签密，生成签密密文σi并发送给邻近的移动边缘节点Bus
k
(k∈{1,2,...,K})，K为移动边缘节点的数量；步骤5：移动边缘节点Bus
k
接收到的签密密文σ
i
＝{R
i
,K
i
,Z
i
}(i＝1,2,...,l)后，计算聚合参数其中签密密文σi由三部分构成，R
i
为第一部分签密密文，K
i
为第二部分签密密文，Z
i
为第三部分签密密文，l为收到的密文数量，移动边缘节点Bus
k
生成聚合密文σ＝{R1,R2,...,R
l
,K1,K2,...,K
l
,Z}，Bus
k
将聚合密文σ转发给临近的电动汽车EV
j
；步骤6：电动汽车EV
j
对密文解签密，获取换电等待时长；步骤7：电动汽车EV
j
根据换电等待时间进行换电站选择，生成换电预约明文M
res
；步骤8：电动汽车EV
j
从为大于零小于素数阶q的整数域中选择随机数r
j
，计算第一部分签密密文R
j
＝r
j
P，中间变量T
j
＝r
j
R
pub
，第二部分签密密文中间变量Y
j
＝H4(M
res
||Q
j
||ID
j
||R
j
||T
j
)和第三部分签密密文Z
j
＝r
j
+Y
j
sk
j
，其中P是阶为q的加法循环群G1的生成元，R
pub
为全局控制器GC的公钥，H3和H4均为哈希函数，电动汽车EV
j
生成签密密文σ
j
＝{R
j
,K
j
,Z
j
}并将σ
j
发送给邻近的移动边缘节点，邻近的移动边缘节点根据基于博弈演化的激励机制将σ
j
转发给全局控制器GC；步骤9：全局控制器GC收到σj后进行解签密，获取明文信息全局控制器GC根据明文信息更新换电站可用电池数量和换电等待时长，并将预约换电的电动汽车信息发送给换电站。2.根据权利要求1所述的基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法，其特征在于，步骤1的注册，包括：步骤1.1，系统初始化：G1和G2分别是大素数阶q的加法循环群和乘法循环群，P是G1的生成元，双线性映射e:G1×
G1→
G2，密钥生成中心KGC和全局控制器GC定义5个单向哈希函数：H0:G1×
{0,1}
*
→
G1，H1:{0,1}
*
→
G1，H3:G2→
{0,1}
n
和其中{0,1}
*
和{0,1}
n
分别表示任意长度的字符串和长度为n的字符串，为大于零小于q的整数域，然后，全局控制器GC选择随机数作为主密钥，计算公钥R
pub
＝sP，密钥生成中心KGC从选择随机数β作为主密钥，计算主公钥P
pub
＝βP，其中β和s被秘密保存，公开系统参数syspar＝{q,P,G1,G2,R
pub
,P
pub
,H0,H1,H2,H3,H4}；步骤1.2，注册：换电站BS
i
选择随机数α
i
计算中间变量AID
i,1
＝α
i
P和其中
为换电站BS
i
的真实身份，换电站BS
i
向全局控制器GC发送注册请求Req
reg
＝{AID
i,1
,W
i
}；全局控制器GC收到注册请求Req
reg
后，计算真实身份和中间变量其中ΔT
i
为AID
i,1
的有效期，全局控制器GC为换电站BS
i
生成假名并将发送给密钥生成中心KGC和换电站BS
i
，然后全局控制器GC在本地存储假名用于揭露恶意换电站BS
i
真实身份。3.根据权利要求2所述的基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法，其特征在于，步骤2的密钥生成，包括：步骤2.1，密钥生成中心KGC收到假名后，从选择随机数x
i
计算中间变量X
i
＝x
i
P，和γ
i
＝(x
i
+βδ
i
)modq，密钥生成中心KGC为换电站BS
i
生成部分私钥psk
i
＝{γ
i
,X
i
}并将psk
i
发送给换电站BS
i
；步骤2.2，换电站BS
i
收到部分私钥psk
i
后计算中间变量δ
i
，验证等式γ
i
P＝X
i
+δ
i
P
pub
是否成立，等式不成立则终止密钥生成；否则换电站BS
i
选择随机数计算sk
i
＝ε
i
+γ
i
作为私钥，计算pk
i
＝(ε
i
+γ
i
)P作为公钥。4.根据权利要求3所述的基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法，其特征在于，步骤4的签密，包括：步骤4.1，换电站BS
i
间隔时长ΔT
i
将换电等待时长WT
i
打包生成消息m
i
；步骤4.2，换电站BS
i
随机选择计算中间变量R
i
＝r
i
P，Y
i
＝H4(m
i
||AID
i
||pk
i
||R
i
||K
i
)和Z
i
＝r
i
+sk
i
Y
i
；步骤4.3，换电站BS
i
生成签密密文σ
i
＝{R
i
,K
i
,Z
i
}，将σ
i
发送给邻近的移动边缘节点Bus
k
。5.根据权利要求4所述的基于异构签密和激励机制的换电预约服务方法，其特征在于，步骤6的电动汽车解签密，包括：单密文解签密：电动汽车EV
j
收到单密文σ
i
＝{R
i
,K
i
,Z
i
}(i∈{1,2,...,l})后，计算中间变量和电动汽车EV
j
判断等式Z
i
P＝R
i
+pk
i
Y
i*
是否成立，若等式成立则接受...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹越，王迪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：