[發明專利]車載自組織網絡的車輛偽名更改方法

有效

• 申請號: 201310184517.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103338436A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 應必娣;迪米特里·馬卡克斯
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04W4/04
• 分類號: H04W4/04;H04W4/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其是涉及一種可根據車輛隱私的需求動態更改偽名，實時廣播心跳報文；適用于車輛密集的十字路口、單向道路或高速公路保護車輛的車載自組織網絡的車輛偽名更改方法。

背景技術

隨著無線通信技術、車載嵌入式計算以及各類車載傳感器等關鍵技術的迅速發展，車載自組織網絡(Vehicular?ad?hoc?network，VANET)被認為是當前實用程度較高的特大規模移動自組織網絡。車載自組織網絡是由車與車、車與路邊單元(Roadside?Units，RSUs)相互通信構成的安全、快速、有效、結構開放的車輛間通信的智能交通系統，能夠實現事故告警、輔助駕駛等應用。例如在事故告警應用中，司機能夠依靠車載通信在超視距的范圍內獲得其他車輛的車況(如車速、方向、位置、剎車板壓力等)和實時路況信息，從而有效避免交通事故和擁塞，使車輛交通更加安全迅捷。VANET由于廣闊的應用前景及其巨大的社會經濟效益，而受到了各國政府，學術界以及產業界等的高度重視。

然而在車載自組織網絡事故告警、輔助駕駛應用中，車輛需要頻繁地廣播心跳報文。這些心跳報文包括位置、時間、方向、速度、加速/減速等信息。攻擊者可以利用這些心跳報文跟蹤感興趣的車輛或者還原他們的行駛軌跡，嚴重危害人們的隱私安全。因此，設計有效的位置隱私保護機制，成為車載自組織網絡部署中一個至關重要的基礎性、關鍵性問題。

盡管可以借助于偽名技術發送匿名心跳報文，但攻擊者仍舊可以利用位置、時間、速度之間的時空關聯性將這些報文聯系起來而獲得目標車輛的位置隱私。一些學者利用靜態混合區域來解決位置隱私問題，其思想是所有車輛在離開靜態混合區域之前更換偽名。如果靜態混合區域面積很大，那么車輛至少需要等待較長的時間才能發送心跳報文。如果靜態混合區域面積較小，攻擊者很容易猜測位置和偽名之間的關聯。Sampigethaya等學者提出了代理通信策略，即相鄰的車輛之間形成一個通信小組，由組長代表小組成員對外發布心跳報文。由于車輛快速行駛、組內成員變化非常大，該方法對查詢處理時間和通信時間要求非常高。Carianha等學者提議在車輛密集的區域部署由RSUs所建立的加密靜態混合區域。當車輛在混合區域內，所有的通信都必須加密。然而，混合區域位置預先固定，如果車輛的舊偽名生命期限已到，但是該車輛可能在混合區域外面。

針對上述靜態混合區域的弊端，一些學者提出了動態混合區域位置隱私保護方法。例如Li等學者通過更改車輛行駛速度大小和方向實現動態更改偽名，然而在實際中，更改車輛的行駛方向在單向道路上或者高速公路上是不可行的，除此之外，車輛仍舊需要等待一段時間才能廣播心跳報文，不適合實時性的安全駕駛應用。Song等學者提出基于密度的位置隱私(Density-based?Location?Privacy，DLP)方法，其思想是當車輛i的鄰居節點數目大于k-1時更改偽名，然而該方法無法應用在車輛稀疏的道路上。

上述所有的位置隱私保護方法均考慮車輛密集的道路或者十字路口，而對于車輛稀疏的城郊道路、單向道路、高速公路并沒有考慮；此外，還存在1)混合區域內禁止通信，無法適用于實時駕駛；2)沒有考慮車輛隱私的差異性，實際上不同車輛的隱私需求不一樣的，如警車、救護車的隱私需求相對于普通車輛高。

中國專利授權公開號：CN101720059A，授權公開日2010年6月2日，公開了一種車載移動自組織網絡路由的實現方法，包括以下步驟：每個交叉路口設置節點，源節點在轉發數據包時，可以向自己所在路段一端距離目的節點較近的節點轉發；節點在轉發數據包時，首先判斷鄰居表中是否有距目的節點更近的節點，若有，則直接將數據包轉發給對應的節點；否則按照路段選擇算法選擇相鄰的不是剛剛接收數據包的路段，并且路段方向靠近目的節點的路段，然后指定所選路段上另一端節點為路段接收端節點；路由節點從不同路段接受到相同源節點發送來的同一個數據包時，選擇一條接收數據包成功率較高，且延遲時間較短的最優路徑，同時禁用那些非最優接收路徑。不足之處是，功能單一，沒有車輛位置隱私保護功能。

發明內容

本發明是為了克服現有技術的車載自組織網絡的車輛位置隱私保護過程中，沒有考慮車輛隱私的差異性，無法應用于車輛稀疏的道路、單向道路或高速公路，混合區域內車輛需要等待一段時間后廣播心跳報文的不足，提供了一種可根據車輛隱私的需求動態更改偽名，實時廣播心跳報文；適用于車輛密集的十字路口、單向道路或高速公路保護車輛的位置隱私的車載自組織網絡的車輛偽名更改方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：