【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车联网，尤其是一种车组通信方法。
技术介绍
1、组密钥（group key）是一种用于确保群组通信安全的密钥，它用于加密和解密群组成员之间的通信内容，防止未授权访问和窃听攻击。组密钥需要事先分发给群组成员，使每个成员都能够加密和解密群组通信。通过使用组密钥，群组成员可以使用对称加密算法对通信内容进行加密，只有拥有相同组密钥的成员才能正确解密和获取通信内容，确保通信的机密性和数据安全。组密钥的安全性非常重要，需要进行有效的密钥管理，包括组密钥的生成、分发、更新和存储，以防止组密钥泄露和非授权访问。通过组密钥，可以实现团队合作、跨设备通信和多方安全交互的保护。
2、在车联网
中，对于道路上的多个车辆需要实时协作、共享信息的场景而言可以构建车组，车组内的车辆之间通过组密钥进行组内通信，可以直接快速地交换数据，无需经过云端或其他中心化的服务。这样可以减少通信的延迟和依赖，提高通信的实时性和响应速度。
3、经检索，中国专利公开为的一种v2v通信下的车组内通信密钥生成及更新方法，该方法是通过云端建立车组，由云端向车组内的各个车辆分发组密钥。但是，云端分发组密钥需要依赖互联网连接，而互联网连接的可靠性和稳定性有时可能会受到影响。在通信延迟的情况下，车辆可能无法及时获取或更新组密钥，从而影响通信的连贯性和安全性。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种车组通信方法，通过路端构建车组并由路端进行组密钥分发，实现及时、稳定、可靠的
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：
3、一种车组通信方法，包括如下步骤：
4、s1，车辆i的初始化阶段：云端产生云端随机数rnc并发送给车辆i；车辆i产生车端随机数rni并上传给云端，根据车端随机数rni与云端随机数rnc计算得到车辆i的解密密钥mki；
5、s2，车辆i的组密钥获取阶段：车辆i驶入路端的覆盖范围内，向路端请求组密钥；路端通过云端获取车辆i的车端随机数rni以及云端随机数rnc；路端将车端随机数rni与云端随机数rnc进行计算得到车辆i的解密密钥mki；路端产生两个路端随机数即rnr1和rnr2；路端利用车辆i的解密密钥mki对路端随机数rnr2进行加密，生成车辆i的组密钥加密部分mki(rnr2)；路端将车辆i的组密钥加密部分mki(rnr2)和路端随机数rnr1对应的发送给车辆i；车辆i得到路端随机数rnr1和组密钥加密部分mki(rnr2)后，利用自己的解密密钥mki对组密钥加密部分mki(rnr2)进行解密，得到路端随机数rnr2；车辆i将路端随机数rnr1和rnr2进行组合，计算得到组密钥gk；
6、s3，车辆i的组内通信阶段：车组中的各个车辆i之间通过组密钥gk进行组内通信。
7、优选的，步骤s1即车辆i的初始化阶段，具体过程如下所示：
8、s11，车辆i产生车端随机数rni；车辆i利用自己的唯一标识码vini和车端随机数rni计算得到匿名anci；车辆i将自己的唯一标识码vini和车端随机数rni上传给云端；
9、s12，云端接收车辆i的消息，得到车辆i的唯一标识码vini和车端随机数rni，并计算得到车辆i的匿名anci；云端产生云端随机数rnc，并将云端随机数rnc发送给车辆i；
10、s13，车辆i接收云端的消息，得到云端随机数rnc；车辆i将车端随机数rni与云端随机数rnc进行组合，计算得到车辆i的解密密钥mki；
11、步骤s2即车辆的组密钥获取阶段，具体过程如下所示：
12、s21，车辆i驶入路端的覆盖范围即广播范围内，车辆i将自己的匿名anci发送给路端；
13、s22，路端分别接收各个车辆i的匿名anci；路端将所有车辆i的匿名anci聚合成组，得到车组的匿名集{anci}，其中，i=1,2,...,k，k为车组中的车辆总数量；路端将车组的匿名集{anci}发送给云端；
14、s23，云端接收路端的消息，根据车组中各个车辆i的匿名anci对应的查找到各个车辆i的车端随机数rni；云端将各个车辆i的匿名anci和车端随机数rni进行组合并聚合成组，得到车组的匿名-随机数集合{anci,rni}；云端将云端随机数rnc和车组的匿名-随机数集合{anci,rni}发送给路端；
15、s24，路端接收云端的消息，得到云端随机数rnc和车组中各个车辆i的匿名anci所对应的车端随机数rni；路端根据车组中各个车辆i的车端随机数rni和云端随机数rnc，分别计算得到各个车辆i的解密密钥mki；
16、s25，路端产生两个路端随机数即rnr1和rnr2；路端利用各个车辆i的解密密钥mki分别对路端随机数rnr2进行加密，生成各个车辆i的组密钥加密部分mki(rnr2)，将各个车辆i的匿名anci和组密钥加密部分mki(rnr2)进行组合并聚合成组，得到车组的匿名-组密钥加密部分集合{anci,mki(rnr2)}；路端将路端随机数rnr1和车组的匿名-组密钥加密部分集合{anci,mki(rnr2)}在路端的广播范围内进行广播；
17、s26，车辆i接收到路端的广播消息后，得到路端随机数rnr1和车组的匿名-组密钥加密部分集合{anci,mki(rnr2)}；车辆i利用自己的匿名anci在车组的匿名-组密钥加密部分集合{anci,mki(rnr2)}中找到与自己的匿名anci相对应的组密钥加密部分mki(rnr2)，车辆i利用自己的解密密钥mki对组密钥加密部分mki(rnr2)进行解密，得到路端随机数rnr2；车辆i将路端随机数rnr1和rnr2进行组合，计算得到组密钥gk。
18、优选的，步骤s11中，车辆i产生x个车端随机数rni，x>1；车辆i利用自己的唯一标识码vini分别和每个车端随机数rni进行计算，得到x个匿名anci；车辆i将x个车端随机数rni均发送给云端；步骤s12中，云端根据车辆i的x个车端随机数rni对应的计算得到车辆i的x个匿名anci；步骤s13中，车辆i将自己的x个车端随机数rni分别和云端随机数rnc进行计算，得到车辆i的x个解密密钥mki；
19、步骤s21中，车辆i驶入路端的广播范围后，车辆i从自己的x个匿名anci中选择一个匿名anci发送给路端；步骤s23中，云端根据车辆i所选择的匿名anci对应的查找到车端随机数rni。
20、优选的，步骤s11中，云端还利用云端私钥对车辆i的匿名anci进行签名，得到车辆i的匿名认证证书aisi，并将车辆i的匿名认证证书aisi发送给车辆i；步骤s12中，车辆i接收云端的消息，还得到车辆i的匿名认证证书aisi；
21、步骤s21中，车辆i将自己的匿名anci和匿名认证证书aisi一起发送给路端；步骤s22中，路端接收车辆i的匿名anci和匿名认证证书ais本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车组通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种车组通信方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种车组通信方法，其特征在于，步骤S11中，车辆i产生x个车端随机数RNi，x>1；车辆i利用自己的唯一标识码VINi分别和每个车端随机数RNi进行计算，得到x个匿名ANCi；车辆i将x个车端随机数RNi均发送给云端；步骤S12中，云端根据车辆i的x个车端随机数RNi对应的计算得到车辆i的x个匿名ANCi；步骤S13中，车辆i将自己的x个车端随机数RNi分别和云端随机数RNc进行计算，得到车辆i的x个解密密钥MKi；
4.根据权利要求2或3所述的一种车组通信方法，其特征在于，步骤S11中，云端还利用云端私钥对车辆i的匿名ANCi进行签名，得到车辆i的匿名认证证书AISi，并将车辆i的匿名认证证书AISi发送给车辆i；步骤S12中，车辆i接收云端的消息，还得到车辆i的匿名认证证书AISi；
5.根据权利要求2所述的一种车组通信方法，其特征在于，步骤S3中，车辆i利用组密钥GK进行组内通信时，在组通信消
6.根据权利要求2所述的一种车组通信方法，其特征在于，若有新的车辆a驶入路端的广播范围内且车辆a已完成注册阶段，车辆a请求加入车组通信，则按照以下方式处理：
7.根据权利要求2所述的一种车组通信方法，其特征在于，若车组中的某车辆驶出路端的广播范围，则按照以下方式处理：
8.根据权利要求1所述的一种车组通信方法，其特征在于，云端、车辆和路端在初始注册时均拥有各自的数字证书，所述数字证书中包含了各自的公钥信息；云端与车辆，以及云端与路端进行通信时，均先进行身份互认，即发送方和接收方互相交换数字证书，通过数字证书确认对方身份并获取对方的公钥信息；
9.根据权利要求1所述的一种车组通信方法，其特征在于，云端、车辆和路端上分别设有量子随机数发生器，云端、车辆和路端分别利用各自的量子随机数发生器对应的产生云端随机数、车端随机数、路端随机数。
10.根据权利要求1所述的一种车组通信方法，其特征在于，路端与车辆之间通过PC5广播实现通信。
...【技术特征摘要】
1.一种车组通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种车组通信方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种车组通信方法，其特征在于，步骤s11中，车辆i产生x个车端随机数rni，x>1；车辆i利用自己的唯一标识码vini分别和每个车端随机数rni进行计算，得到x个匿名anci；车辆i将x个车端随机数rni均发送给云端；步骤s12中，云端根据车辆i的x个车端随机数rni对应的计算得到车辆i的x个匿名anci；步骤s13中，车辆i将自己的x个车端随机数rni分别和云端随机数rnc进行计算，得到车辆i的x个解密密钥mki；
4.根据权利要求2或3所述的一种车组通信方法，其特征在于，步骤s11中，云端还利用云端私钥对车辆i的匿名anci进行签名，得到车辆i的匿名认证证书aisi，并将车辆i的匿名认证证书aisi发送给车辆i；步骤s12中，车辆i接收云端的消息，还得到车辆i的匿名认证证书aisi；
5.根据权利要求2所述的一种车组通信方法，其特征在于，步骤s3中，车辆i利用组...
【专利技术属性】
技术研发人员：石琴，邓佳宾，程腾，陈丹，李冠华，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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