一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统技术方案

本发明专利技术属于车联网技术领域，尤其涉及一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统，包括：进行通信交互的车辆测试子系统和云端测试子系统；车辆测试子系统包括电子控制器模拟模块、车辆数据处理模块和车辆密钥管理模块，所述电子控制器模拟模块用于模拟车辆行驶，并将行车数据输出至车辆数据处理模块；车辆数据处理模块调用所述车辆密钥管理模块中的密钥和加密函数将接收到的行车数据加密成车辆密文后发送至云端测试子系统；云端测试子系统包括云端通信模块、云端数据处理模块、云端密钥模块以及云端数据库。本发明专利技术的仿真测试系统能够大大降低了对于加密通信方法的测试成本，提高加密通信方法的测试效率。加密通信方法的测试效率。加密通信方法的测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统


[0001]本专利技术属于车联网
，尤其涉及一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统。

技术介绍

[0002]车联网技术通过车辆搭载传感器、控制器等装置，融合通信技术，实现车辆与X（车辆、路侧单元、云端等）的信息交换与共享。车联网技术是实现车辆复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能的基石。
[0003]通信作为车联网的重要环节，车联网需要通过安全可靠的信息传输机制来确保通信安全进而确保车辆安全、交通安全、人身安全，所以如何保障通信安全就成为车联网
中的研究热点。现有技术中常通过使用各种加密算法来加密通信网络来保障车联网通信安全，即通信发起端将明文通过特定的加密函数被加密为密文后发出，通信接收端解密后才能得到明文消息。但近年来，随着各种超级计算机的出现，许多较为简单的加密算法被破解。为了保证车联网通信的安全性，技术人员从各方面对加密算法进行改进，例如增加加密算法的密钥长度、使用多种加密算法相结合的加密体系，或是生成量子随机数作为真随机数密钥等等。这些改进后的加密算法在提高安全性的同时，也会带来巨大的通信开销、计算开销以及内存占用的问题。
[0004]新的通信加密算法需要在正式投入使用前，需要先进行测试，确认能够正常使用该加密算法的车辆最低配置、该加密算法在不同规模/场景车联网中的使用情况等。使用真车来进行测试，成本太高；并且在真实场景中进行例如自动驾驶功能的测试时，若因加密通信而产生的巨大的资源消耗，致使车辆应用卡顿，无法预判路况，就有可能造成严重的交通事故，严重威胁到人身安全，造成巨大经济损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统，能够对车联网的加密通信方法进行高效、低成本的仿真测试。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统，包括：进行通信交互的车辆测试子系统和云端测试子系统；车辆测试子系统包括电子控制器模拟模块、车辆数据处理模块和车辆密钥管理模块，所述电子控制器模拟模块用于模拟车辆行驶，并将行车数据输出至车辆数据处理模块；所述车辆数据处理模块调用所述车辆密钥管理模块中的密钥和加密函数将接收到的行车数据加密成车辆密文后发送至云端测试子系统；云端测试子系统包括云端通信模块、云端数据处理模块、云端密钥模块以及云端数据库，所述云端通信模块用于接收车辆测试子系统发送来的车辆密文，并将车辆密文发送至云端数据处理模块，或用来发送云端数据处理模块生成的云端密文；云端数据库内存
储密钥、加密函数和映射关系；云端密钥模块生成云端密钥并储于云端数据库内，且云端密钥模块将云端数据库内的对应密钥、加密函数调用给云端数据处理模块；云端数据处理模块使用云端密钥模块提供的对应密钥、加密函数对车辆密文进行解密和计算处理，并将计算生成的明文加密成云端密文后发送至云端通信模块。
[0007]优选的，所述电子控制器模拟模块内搭载Prescan软件和/或SUMO软件来进行车辆的模拟驾驶，产生行车数据；电子控制器模拟模块内还包括若干个并行的传输单元，一个传输单元采集并传输一辆测试车辆的行车数据，各传输单元采集行车数据并打包传输至车辆数据处理模块中。
[0008]优选的，所述传输单元包括顺序连接的采集子单元、打包子单元、时间控制子单元以及发送子单元；所述采集子单元包括一个输入端口和若干个输出端口，行车数据从输入端口进入采集子单元，各输出端口只输出一种数据，输出端口与打包子单元相连接；所述打包子单元用于将输出端口的数据打包成数据包，并输送至时间控制子单元内；所述时间控制子单元内将设定时间间隔后的时刻所收到的数据包传输至发送子单元内，其余时刻时间控制子单元若接收到数据包，则丢弃；发送子单元内预先设定好数据包的接收地址和接收端口，发送子单元收到数据包后立刻将数据包发送至对应的接收地址和接收端口。
[0009]优选的，所述车辆数据处理模块包括数据接收单元、数据加密单元、数据解密单元、数据发送单元、数据计算单元；数据接收单元包括车辆数据处理模块服务器上的各端口，数据接收单元中的端口接收所述发送子单元所发送来的数据包，并将数据包直接发送至数据加密单元；或数据接收单元将接收到的数据包发送至数据计算单元；或数据接收单元将接收到的云端密文发送至数据解密单元；当数据接收单元将接收到的数据包直接发送至数据加密单元时，数据加密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将接收到的数据包加密成车辆密文后，传输至数据发送单元；当数据接收单元将接收到的数据包发送至数据计算单元，数据计算单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系计算出相应的车联网请求信息，并将车联网请求信息传输至数据加密单元，数据加密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将接收到的车联网请求信息加密成车辆密文后，传输至数据发送单元；当数据接收单元接收到的是云端密文时，数据接收单元将云端密文发送至数据解密单元，数据解密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将云端密文解密成明文，并将解密后得到的明文发送至数据计算单元作为反馈；数据计算单元对收到的明文进行计算处理，并基于计算处理的结果调整各车辆传输单元采集所输出的数据类型；数据计算单元对数据接收单元传送来的新的数据包进行计算处理，生成新一轮车联网请求信息并传输至数据加密单元，数据加密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将新一轮车联网请求信息加密成车辆密文后，传输至数据发送单
元；数据发送单元通过MQTT通信协议将车辆密文发送至通信接收方。
[0010]优选的，云端通信模块包括云端接收单元和云端发送单元，云端接收单元通过MQTT通信协议接收车辆测试子系统中数据发送单元发送来的车辆密文，并将车辆密文传输至云端数据处理模块中；云端发送单元通过MQTT通信协议来将云端数据处理模块生成的云端密文发送至车辆数据处理模块内的数据接收单元；云端密钥模块包括云端密钥生成单元和云端密钥管理单元，云端密钥生成单元通过量子随机数发生器生成云端密钥，并将生成的云端密钥传输至云端密钥管理单元；云端密钥管理单元将云端密钥、加密函数存储在云端数据库内，并对云端数据库内存储的各种密钥、加密函数以及映射关系进行调用。
[0011]优选的，云端数据处理模块包括云端解密单元、云端加密单元和云端计算单元；云端解密单元接收云端接收单元发送来的车辆密文后，通过云端密钥管理单元调用云端数据库内的对应密钥对车辆密文进行解密，并将解密后得到的明文传送到云端计算单元；云端计算单元通过云端密钥管理单元调用云端数据库内的对应密钥、加密函数和绑定关系对明文进行身份验证、计算处理后得到相应的车联网服务信息，并将车联网服务信息传输至云端加密单元；云端加密单元通过云端密钥管理单元调用云端数据库内的对应密钥、加密函数来将车联网服务信息加密成云端密文，并传送至云端发送单元。
[0012]优选的，仿真测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车联网量子密钥加密通信的仿真测试系统，其特征在于，包括：进行通信交互的车辆测试子系统和云端测试子系统；车辆测试子系统包括电子控制器模拟模块、车辆数据处理模块和车辆密钥管理模块，所述电子控制器模拟模块用于模拟车辆行驶，并将行车数据输出至车辆数据处理模块；所述车辆数据处理模块调用所述车辆密钥管理模块中的密钥和加密函数将接收到的行车数据加密成车辆密文后发送至云端测试子系统；云端测试子系统包括云端通信模块、云端数据处理模块、云端密钥模块以及云端数据库，所述云端通信模块用于接收车辆测试子系统发送来的车辆密文，并将车辆密文发送至云端数据处理模块，或用来发送云端数据处理模块生成的云端密文；云端数据库内存储密钥、加密函数和映射关系；云端密钥模块生成云端密钥并储于云端数据库内，且云端密钥模块将云端数据库内的对应密钥、加密函数调用给云端数据处理模块；云端数据处理模块使用云端密钥模块提供的对应密钥、加密函数对车辆密文进行解密和计算处理，并将计算生成的明文加密成云端密文后发送至云端通信模块。2.根据权利要求1所述的仿真测试系统，其特征在于：所述电子控制器模拟模块内搭载Prescan软件和/或SUMO软件来进行车辆的模拟驾驶，产生行车数据；电子控制器模拟模块内还包括若干个并行的传输单元，一个传输单元采集并传输一辆测试车辆的行车数据，各传输单元采集行车数据并打包传输至车辆数据处理模块中。3.根据权利要求2所述的仿真测试系统，其特征在于：所述传输单元包括顺序连接的采集子单元、打包子单元、时间控制子单元以及发送子单元；所述采集子单元包括一个输入端口和若干个输出端口，行车数据从输入端口进入采集子单元，各输出端口只输出一种数据，输出端口与打包子单元相连接；所述打包子单元用于将输出端口的数据打包成数据包，并输送至时间控制子单元内；所述时间控制子单元内将设定时间间隔后的时刻所收到的数据包传输至发送子单元内，其余时刻时间控制子单元若接收到数据包，则丢弃；发送子单元内预先设定好数据包的接收地址和接收端口，发送子单元收到数据包后立刻将数据包发送至对应的接收地址和接收端口。4.根据权利要求3所述的仿真测试系统，其特征在于：所述车辆数据处理模块包括数据接收单元、数据加密单元、数据解密单元、数据发送单元、数据计算单元；数据接收单元包括车辆数据处理模块服务器上的各端口，数据接收单元中的端口接收所述发送子单元所发送来的数据包，并将数据包直接发送至数据加密单元；或数据接收单元将接收到的数据包发送至数据计算单元；或数据接收单元将接收到的云端密文发送至数据解密单元；当数据接收单元将接收到的数据包直接发送至数据加密单元时，数据加密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将接收到的数据包加密成车辆密文后，传输至数据发送单元；当数据接收单元将接收到的数据包发送至数据计算单元，数据计算单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系计算出相应的车联网请求信息，并将车联网请求信息传输至数据加密单元，数据加密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将接收到的车联网请求信息加密成车辆密文后，传输至数据发送单
元；当数据接收单元接收到的是云端密文时，数据接收单元将云端密文发送至数据解密单元，数据解密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将云端密文解密成明文，并将解密后得到的明文发送至数据计算单元作为反馈；数据计算单元对收到的明文进行计算处理，并基于计算处理的结果调整各车辆传输单元采集所输出的数据类型；数据计算单元对数据接收单元传送来的新的数据包进行计算处理，生成新一轮车联网请求信息并传输至数据加密单元，数据加密单元调用车辆密钥管理模块内存储的对应密钥、加密函数、映射关系将新一轮车联网请求信息加密成车辆密文后，传输至数据发送单元；数据发送单元通过MQTT通信协议将车辆密文发送至通信接收方。5.根据权利要求4所述的仿真测试系统，其特征在于：云端通信模块包括云端接收单元和云端发送单元，云端接收单元通过MQTT通信协议接...

【专利技术属性】
技术研发人员：石琴，鲁康源，程腾，潘廷亮，张如通，于林，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：