[發明專利]一種基于區塊鏈和盲簽名的車輛隱私保護方法

在審

• 申請號: 202010556890.X
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111756547A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 馮勇;甘錦
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于區塊鏈和盲簽名的車輛隱私保護方法，其特征在于，具體步驟如下：

Step 1、通過公私鑰對的生成

對于每個車輛而言，每個車輛選擇隨意選擇兩個大的質數p和q，p不等于q，計算N＝p*q，如果選擇的質數相同，則重新選擇質數p和q，選擇完以后，根據選擇的質數以及歐拉函數計算出一個不大于N且與N互質的整數，即將這個數計為(p-1)*(q-1)，再隨機選擇一個整數e，這個整數要和(p-1)*(q-1)互質，同時這個整數要小于(p-1)*(q-1)，通過公式d×e≡1(mod(p-1)(q-1))進行計算得到公私鑰對，其中，公鑰為(N,e)，私鑰為(N,d)；

Step 2、盲簽名的過程

盲簽名要求簽名者能夠在不知道被簽名文件內容的情況下對消息進行簽名，在在本方法中，每個車輛為需要盲簽名服務的實體，而提供盲簽名服務的實體稱為簽名者，對于每一個車輛而言，它有自己的公開密鑰e，私鑰d和一個公開模數m，這個過程是車輛向CA進行簽名，其過程如下：

車輛U選取盲因子k然后對信息m進行加密，其中t是加密后的盲信息，

t＝mk^e(modn) (1)

CA對盲信息t進行簽名，

t^d＝(mk^e)^d(modn) (2)

CA向用戶返回簽名后的盲信息，用戶U獲得盲信息后通過計算得到簽名后的信息，

通過計算得到解密后得信息為：

s＝m^d(modn) (4)

車輛U驗證簽名信息是否準確，其驗證過程如下：

t^d≡(mk^e)^d≡m^dk(modn) (5)

t^d*k^-1＝m^d*k*k^-1≡m^d(modn) (6)

Step 3、輛模型初始化

對于每個車輛v_i而言，每個車輛都有自己的私鑰SK_i，由于車輛v_i想要進入車輛自組織網絡申請數字證書，車輛v_i首先根據自己的私鑰SK_i通過非對稱加密算法生成自身的公鑰PK_i，再將自己的公鑰和身份信息提交給RSU以進行數字證書的申請，在申請過程中，車輛的身份信息是沒有加密的，所以可能會存在惡意攻擊者想要攻擊CA以獲取用戶的身份隱私信息，這樣是不安全的，在本模型中，每個車輛通過盲簽名算法向CA申請數字證書，在前面過程中，CA用自己的私鑰對車輛身份信息進行加密，由于盲簽名因為具有盲性這一特點，可以有效保護所簽署消息的具體內容，簽名者在簽名過程中所有的身份信息是不可見的，所以即使攻擊者攻擊CA也得不到車輛的隱私信息，CA給車輛頒發證書以后，會將當前的交易信息和公鑰存儲在區塊鏈中；

Step 4、輛數字證書的頒布

CA在收到來自車輛v_i的申請之后頒發交易Cert_CA，并向車輛v_i頒發證書，其過程如下：

其中，是車輛v_i的公鑰，BSig_CA是CA的簽名，T是時間戳，是CA非對稱加密之后車輛v_i的公鑰和真實身份關聯信息，證書的頒發過程如下：

1)車輛v_i根據自己的私鑰通過非對稱加密算法生成自己的密鑰對

2)車輛v_i將自己的公鑰和證明自己身份的合法材料提交給CA；

3)CA給車輛v_i進行盲簽名并通過自己的私鑰SK_CA對車輛的公鑰和身份信息進行加密；

4)CA給車輛v_i的相關信息加密以后給車輛頒發數字證書；

5)CA所有的交易信息、車輛的身份信息和車輛的公鑰都存儲在區塊鏈中；

Step 5、輛身份匿名認證

車輛在運動的時候要周期性的廣播信標消息，其中包括車輛的身份信息和行駛狀態信息，當車輛在收到另外一個車輛發來的廣播信標信息時，首先要驗證信息的合法性以防出現虛假的信息；

在V2V通信中，發送方發送數據，接收方接受數據用于驗證數據的的合法性，在發送方發送數據的同時還要向接受方提供發送放的公鑰以進行匿名認證，而匿名認證的過程就是車輛存在性的證明，接收方利用發送方提供的公鑰計算出存儲該公鑰的默克爾樹的根植，再將此根植與默克爾樹的根植進行比對，如果兩個數值和區塊中保存的數值一致，則說明發送方是合法的。