[發(fā)明專利]一種基于V2V協(xié)作傳輸認(rèn)證的自私節(jié)點(diǎn)的追蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010728021.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111885545B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雪嬌;王傳華;夏瑩杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/46
• 分類號(hào): H04W4/46;H04W12/06;H04L67/12;H04L9/40;H04L9/08
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于V2V協(xié)作傳輸認(rèn)證的自私節(jié)點(diǎn)追蹤方法，利用基于自更新證據(jù)鏈技術(shù)和匿名認(rèn)證技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在高動(dòng)態(tài)性的車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2V協(xié)作傳輸中自私車(chē)輛的可靠追蹤，本發(fā)明通過(guò)車(chē)輛間安全的V2V雙向身份認(rèn)證和證據(jù)鏈的有效更新，在提高協(xié)作傳輸安全性的同時(shí)保證了對(duì)自私節(jié)點(diǎn)的可靠追蹤；所傳輸信息均以密文的形式傳送，防止了未授權(quán)車(chē)輛對(duì)信息進(jìn)行訪問(wèn)進(jìn)一步保證了協(xié)助傳輸信息的安全性。本發(fā)明提供的自私節(jié)點(diǎn)追蹤方法能夠在自私協(xié)助車(chē)輛存在篡改、丟棄所協(xié)助信息行為的車(chē)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對(duì)于自私協(xié)助車(chē)輛的可靠追蹤，保證V2V協(xié)作傳輸中車(chē)輛間的高效認(rèn)證和以及合法協(xié)助車(chē)輛參與信息的協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)，使車(chē)輛用戶能夠享受更為安全可靠的服務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于V2V協(xié)作傳輸認(rèn)證的自私節(jié)點(diǎn)的追蹤方法。

背景技術(shù)

隨著車(chē)載通信技術(shù)的飛速發(fā)展，車(chē)輛設(shè)施逐漸網(wǎng)絡(luò)化、智能化。每個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)都能夠接收和發(fā)送信息，也可以作為路由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad hocNetworks，VANETs)可以為車(chē)輛以及駕駛者提供更加方便、快捷的信息服務(wù)來(lái)提升車(chē)輛行駛的質(zhì)量。

信息服務(wù)中心通過(guò)路側(cè)單元(Road-Side Unit，RSU)選擇合適的中繼車(chē)輛將信息傳送給目標(biāo)車(chē)輛，車(chē)輛也可以通過(guò)V2V的方式主動(dòng)選擇中繼車(chē)輛進(jìn)行信息的協(xié)作傳輸。在信息協(xié)作傳輸服務(wù)中，由于中繼節(jié)點(diǎn)的通信范圍、帶寬、OBU(On board Unit)處理能力等資源受限導(dǎo)致中繼節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生自私行為或者由于某些激勵(lì)策略，中繼節(jié)點(diǎn)為了獲得更多的虛擬貨幣，表現(xiàn)出自己成功參與數(shù)據(jù)協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)的假象，但實(shí)際上卻沒(méi)有參與轉(zhuǎn)發(fā)。車(chē)輛在高速行駛時(shí)難以對(duì)相關(guān)車(chē)輛進(jìn)行快速、可靠地驗(yàn)證以及自私節(jié)點(diǎn)的追蹤，長(zhǎng)期行駛可能會(huì)嚴(yán)重影響車(chē)輛用戶的體驗(yàn)、車(chē)輛安全和總體網(wǎng)絡(luò)性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

然而，在傳統(tǒng)的協(xié)作傳輸?shù)姆桨钢型鲆暳诉@些潛在的威脅因素以及對(duì)于自私節(jié)點(diǎn)的追蹤。因此，部分研究者提出了V2I(Vehicle-to-Infrastructure)認(rèn)證機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于自私節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記和追蹤。但是，由于RSU有限的通信范圍和昂貴的部署，車(chē)輛無(wú)法隨時(shí)通過(guò)RSU的協(xié)助對(duì)協(xié)助通信中的車(chē)輛進(jìn)行直接身份驗(yàn)證以及后續(xù)的追蹤。因此，在車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)中具有自私節(jié)點(diǎn)可靠追蹤功能的V2V協(xié)作傳輸驗(yàn)證機(jī)制的設(shè)計(jì)就成為亟待解決的問(wèn)題。在面向高動(dòng)態(tài)性、低延時(shí)的V2V協(xié)作傳輸中，如何在保證協(xié)作車(chē)輛安全、隱私的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)于自私車(chē)輛的可靠追蹤就成為協(xié)助傳輸過(guò)程中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)中繼車(chē)輛在協(xié)作傳輸信息時(shí)的自私節(jié)點(diǎn)追蹤與認(rèn)證典型的工作包括：基于證書(shū)和可信第三方協(xié)助，Liu等人于2017年發(fā)表在《IEEE Transactions onIntelligent Transportation Systems》的論文《Efficient Priva-cy-Preserving DualAuthentication and Key Agreement Scheme for Secure V2V Communications in anIoV Paradigm》中提出了一種雙重身份認(rèn)證方案，該方案重點(diǎn)研究了車(chē)聯(lián)網(wǎng)的安全性和隱私保護(hù)問(wèn)題。首先，車(chē)載OBU自身生成匿名身份和臨時(shí)加密密鑰以打開(kāi)身份驗(yàn)證會(huì)話。其次，通過(guò)信任中心(TA)驗(yàn)證車(chē)輛真實(shí)身份和匿名身份的合法性。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)車(chē)輛的歷史交互行為對(duì)車(chē)輛的信譽(yù)進(jìn)行評(píng)估，最終確定V2V的會(huì)話密鑰。王國(guó)偉等人于2019年發(fā)表在《電子學(xué)報(bào)》的論文《基于動(dòng)態(tài)共享密鑰的移動(dòng)RFID雙向認(rèn)證協(xié)議》中提出一種可動(dòng)態(tài)更新共享密鑰的移動(dòng)RFID雙向認(rèn)證協(xié)議。協(xié)議基于Hash密碼機(jī)制，利用隨機(jī)數(shù)同時(shí)進(jìn)行密鑰安全更新和身份認(rèn)證。

然而這些方案大多數(shù)使用基于中心頒發(fā)相應(yīng)的證書(shū)或者是由可信第三方參與協(xié)助認(rèn)證和追蹤。但是由于在車(chē)輛行駛過(guò)程中，車(chē)輛會(huì)駛?cè)隦SU的通信盲區(qū)，此時(shí)可信第三方不能提供時(shí)時(shí)的在線協(xié)助。并且由于現(xiàn)實(shí)生活中道路車(chē)輛基數(shù)較大，證書(shū)頒發(fā)機(jī)構(gòu)(CA)可能需要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)萬(wàn)個(gè)匿名證書(shū)并將其頒發(fā)給相應(yīng)車(chē)輛，這會(huì)在OBU上造成顯著的處理開(kāi)銷且對(duì)自私節(jié)點(diǎn)無(wú)法進(jìn)行有效的追蹤。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的方案并不適合于大流量、高動(dòng)態(tài)性的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容