[發(fā)明專利]一種基于混沌映射的車聯(lián)網(wǎng)完全會話密鑰協(xié)商方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910822099.6
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110602698B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 崔杰;王亞麗;楊明;仲紅;許艷;張靜
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04W12/0431
• 分類號: H04W12/0431;H04L9/08;H04L9/00
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

1.一種基于混沌映射的車聯(lián)網(wǎng)完全會話密鑰協(xié)商方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

(1)準備過程：

(1.1)系統(tǒng)的初始化：系統(tǒng)包括可信機構TA、路邊單元RSU、霧服務器Fog以及配備有OBU的車輛節(jié)點V_i；通過TA進行初始化：TA確定基于混沌映射的哈希散列函數(shù)h:{0,1}^*→{0,1}^l，TA私鑰為δ；

(1.2)霧服務器節(jié)點注冊；

(1.2.1)霧服務器節(jié)點將其自身身份ID_f發(fā)送給TA；

(1.2.2)TA收到霧服務器節(jié)點的身份信息后，首先選擇隨機數(shù)x和k_δ，大素數(shù)n，并且為霧服務器節(jié)點計算偽身份PID_f＝h(ID_f||k_δ)，以及其私鑰TA廣播公共參數(shù){x,n,T(·),PID_f}，其中T(·)為切比雪夫多項式，并將{PID_f,k_δ,SK_f}通過安全通道發(fā)送給對應的霧服務器節(jié)點；

(1.2.3)霧服務器節(jié)點接收并將{k_δ,SK_f}存儲為私鑰；

(1.3)車輛節(jié)點V_i注冊；

(1.3.1)車輛節(jié)點V_i將其自身身份發(fā)送給TA；

(1.3.2)TA收到車輛節(jié)點V_i的身份信息后，選擇隨機數(shù)計算車輛節(jié)點V_i偽身份私鑰并將通過安全通道發(fā)送給車輛節(jié)點V_i；

(1.3.3)車輛節(jié)點V_i接收消息并將存儲；

(2)會話密鑰協(xié)商過程：

(2.1)群管理員車輛節(jié)點V_i與霧服務器節(jié)點之間的密鑰協(xié)商；

(2.2)群內(nèi)車輛節(jié)點V_i密鑰協(xié)商：

2.根據(jù)權利要求1所述的基于混沌映射的車聯(lián)網(wǎng)完全會話密鑰協(xié)商方法，其特征在于：所述步驟(2.1)中霧服務器節(jié)點與群管理員車輛節(jié)點V_i之間的密鑰協(xié)商具體步驟為：

(2.1.1)群車輛管理員隨機選擇α∈Z_n，時間戳計算ξ₁＝T_α(x)modn，將發(fā)送給霧服務器節(jié)點；

(2.1.2)霧服務器節(jié)點檢查時間戳的新鮮度，并選擇當前時間戳計算發(fā)送給TA；

(2.1.3)TA檢查然后通過驗證等式是否相等，若相等，即完成對霧服務器節(jié)點的驗證，然后計算再通過驗證等式是否相等，若相等，即驗證群車輛管理員節(jié)點，當兩次驗證均通過后進行步驟(2.1.4)，否則丟棄消息；

(2.1.4)霧服務器節(jié)點首先檢查隨機選擇β∈Z_n，計算ξ₂＝T_β(x)modn，然后計算和群管理員車輛節(jié)點V_i之間的會話密鑰SK_if≡T_β(ξ₁)modn，M_if＝h(SK_if||ID_f||ξ₁||ξ₂)，將發(fā)送給群管理員車輛節(jié)點V_i；

(2.1.5)群管理員車輛節(jié)點V_i首先檢查時間戳然后計算SK′_if≡T_α(ξ₂)modn，M′_if＝h(SK′_if||ID_f||ξ₁||ξ₂)，然后通過驗證等式是否成立進而驗證σ_f，若相等，則存儲與霧服務器節(jié)點之間的會話密鑰，否則丟棄消息。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于混沌映射的車聯(lián)網(wǎng)完全會話密鑰協(xié)商方法，其特征在于：所述步驟(2.2)中群內(nèi)車輛節(jié)點V_i密鑰協(xié)商的具體步驟如下：

(2.2.1)車輛節(jié)點V_i隨機選擇其私鑰x_i∈Z_n，隨機數(shù)k_i∈{0,1}^k，計算在群內(nèi)廣播k_i和y_i分別為群內(nèi)秘鑰協(xié)商過程中計算的參數(shù)；

(2.2.2)車輛節(jié)點V_i選擇隨機數(shù)r_i∈Z_n，然后計算以及然后在群內(nèi)廣播K_i,i+1、z_i、C_i、MAC_i和sid_i則分別為群內(nèi)秘鑰協(xié)商過程中為便于計算而使用的參數(shù)；

(2.2.3)群管理員車輛計算通過得到(ID_i||z_i)，然后群管理員通過驗證等式是否相等，來驗證組內(nèi)車輛節(jié)點V_i；只有通過驗證后，才能進行以下組內(nèi)密鑰協(xié)商的步驟，否則丟棄消息；

(2.2.4)車輛節(jié)點V_i計算：然后在群內(nèi)廣播而L、R和T_i則分別為會話秘鑰協(xié)商過程中為便于計算而使用的參數(shù)；

(2.2.5)車輛節(jié)點V_i從群內(nèi)廣播的消息得到T₁,T₂....T_m，然后驗證是否成立，在驗證等式相等后，則計算群會話密鑰:sk_i＝h(k₁||...||k_n)，最后計算conf_i＝h((y_i,k_i)||...||(y_n,k_n))進行會話確認，然后計算sc_i＝h(sid_i||conf_i)mod n和在群內(nèi)廣播

sk_i、conf_i、y_n、k_n、D_i和sc_i則分別是會話秘鑰確認過程中為便于計算而使用的參數(shù)；

(2.2.6)群管理員車輛節(jié)點V_i進行驗證，即驗證等式是否成立，對于所有j∈{1,...,n}\{i}；若成立，則群內(nèi)車輛會話秘鑰協(xié)商成功。