[發(fā)明專利]一種基于車輛云的實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)聚合及恢復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010423746.9
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111641943B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈劍;祝慶峰;季賽;盧俊情
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: H04W12/03
• 分類號: H04W12/03;H04W12/106;H04W4/46;H04W4/44;H04L9/32;H04L9/14;H04L9/08;G06F18/25;G06F21/64
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發(fā)明公開了一種基于車輛云的實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)聚合及恢復(fù)方法，車輛通過車載單元與路邊單元或其他車輛進(jìn)行通信，交通控制服務(wù)器分別與車輛云和路邊單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，設(shè)一定區(qū)域內(nèi)有若干車輛簇，每個(gè)車輛簇包含若干車輛，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理階段和批認(rèn)證聚合階段。本發(fā)明不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)聚合前的批量認(rèn)證功能，而且對車聯(lián)網(wǎng)高效、安全地運(yùn)行具有很大幫助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種數(shù)據(jù)聚合方法。

背景技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展催生了很多新興的應(yīng)用。車輛云就是其中的一種，它把車聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合。眾所周知，云服務(wù)器本身具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，并且可以為用戶提供無限的存儲空間。在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，每個(gè)車輛都裝備有車載單元，車輛可以用此進(jìn)行互相通信。但是由于車載單元本身的存儲和計(jì)算能力有限，要想進(jìn)行高效的車輛通信，需要借助云服務(wù)器。車輛云就是一個(gè)很好的結(jié)合。通過構(gòu)造車輛云，車輛可以將數(shù)據(jù)傳送給云服務(wù)器且可以享受不同的服務(wù)。

車輛云為車聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了巨大的技術(shù)支撐，例如其無限的存儲空間、強(qiáng)大的計(jì)算能力和及時(shí)的交通管理服務(wù)。車輛在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的交通信息經(jīng)過聚合后進(jìn)一步的處理和分享，使得車聯(lián)網(wǎng)中信息處理效率大大提高。然而，目前的數(shù)據(jù)聚合方案中存在著許多問題，錯(cuò)誤的、低效的、不安全的數(shù)據(jù)聚合方案可能會(huì)影響交通安全甚至對用戶造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。車聯(lián)網(wǎng)中基于秘密共享的數(shù)據(jù)聚合方案可以通過默克爾哈希樹驗(yàn)證聚合數(shù)據(jù)的完整性，雖然該方案可以降低能耗，但是冗余數(shù)據(jù)的存在使得聚合方案的效率大大降低。有學(xué)者提出了一種基于車聯(lián)網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)聚合方案，用于車聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)高效傳輸，從而使得車輛在行駛過程中可以避免交通擁堵，雖然此方案可以降低計(jì)算開銷，但是車輛傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容易受到敵手攻擊且不支持?jǐn)?shù)據(jù)的批量驗(yàn)證。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)聚合方案大都基于一維的數(shù)據(jù)聚合，現(xiàn)實(shí)情況下，交通數(shù)據(jù)存在多維情況。因此，在不透露用戶隱私的前提下，提出了一種基于立方體結(jié)構(gòu)的多維的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合及恢復(fù)方案，不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)聚合前的批量認(rèn)證功能，而且對車聯(lián)網(wǎng)高效、安全地運(yùn)行具有很大幫助。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)提到的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于車輛云的實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)聚合及恢復(fù)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于車輛云的實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)聚合及恢復(fù)方法，車輛通過車載單元與路邊單元或其他車輛進(jìn)行通信，交通控制服務(wù)器分別與車輛云和路邊單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，設(shè)一定區(qū)域內(nèi)有m個(gè)車輛簇，其中第i個(gè)車輛簇包含n_i個(gè)車輛，i＝1,2,…,m；所述方法包括數(shù)據(jù)預(yù)處理階段和批認(rèn)證聚合階段；

所述數(shù)據(jù)預(yù)處理階段包括以下步驟：

(a)車輛云進(jìn)行系統(tǒng)初始化：輸入安全參數(shù)，車輛云利用參數(shù)生成算法生成系統(tǒng)參數(shù)，車輛云計(jì)算自己的公鑰和私鑰，并選取加密哈希函數(shù)和隨機(jī)數(shù)，將所述系統(tǒng)參數(shù)、公鑰、加密哈希函數(shù)和隨機(jī)數(shù)進(jìn)行廣播；

(b)交通控制服務(wù)器選擇自己的私鑰x，并根據(jù)私鑰x計(jì)算自己的公鑰Y；

(c)路邊單元向車輛云發(fā)送注冊請求，車輛云任意選取一個(gè)區(qū)域碼i作為該路邊單元的標(biāo)識符，將該路邊單元定義為RSU_i，RSU_i選擇自己的私鑰x_i，并根據(jù)私鑰x_i計(jì)算自己的公鑰Y_i；第i個(gè)車輛簇中的第k個(gè)車輛N_userik向RSU_i注冊，RSU_i返回一個(gè)區(qū)域碼i給N_userik，N_userik選擇自己的私鑰x_ik，并根據(jù)私鑰x_ik計(jì)算自己的公鑰Y_ik，k＝1,2,…,n_i；