[發明專利]基于強化學習的面向快速加解密的車聯網密鑰管理方法

有效

• 申請號: 202011107886.1
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112261024B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 肖亮;劉楚環;肖奕霖;徐堂煒
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04L9/06;H04W4/40;H04W12/0433
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

基于強化學習的面向快速加解密的車聯網密鑰管理方法，涉及車聯網通信和安全。針對車聯網用戶個性化通信需求，防止數據泄露，設計了一種基于強化學習的面向快速加解密的車聯網密鑰管理方法。該方法基于車聯網中車輛接收到的干擾功率、密鑰持續時間、車輛密度等信息，采用強化學習持續優化車輛密鑰更新頻率和密鑰長度，防止數據泄露。所提方法可適應動態車聯網環境和防止竊聽攻擊，提高車輛通信的抗竊聽攔截率，降低安全通信的時延。

技術領域

本發明涉及車聯網通信和安全技術領域的方法，尤其是涉及一種基于強化學習的面向快速加解密的車聯網密鑰管理方法。

背景技術

車聯網作為一種重要的信息交換自組織網絡，為車輛用戶提供位置、道路安全、天氣等信息，提高車輛用戶的駕駛體驗和安全等級。然而，由于車聯網的開放性和高度動態性，車輛用戶面臨竊聽、干擾、信息篡改等安全威脅，給車聯網大規模部署帶來重大挑戰。車聯網通常應用加密技術對通信內容加密，保證了通信內容的安全性，提升車聯網通信的安全性。

為了提高車聯網中加密密鑰的安全性，中國專利CN106658493A提出一種車聯網密鑰更新方法，獲取并激活車載終端的第一、第二密鑰實現密鑰更新，避免了初始密鑰的泄露，降低初始密鑰泄露危害，提高了車聯網信息傳輸的安全性。中國專利CN105554105A利用密鑰更新槽更新密鑰，保證車群前向和后向安全，降低了密鑰更新代價，同時使用假名機制保護車輛的身份。

為了進一步提高密鑰的管理效率和安全性，研究者提出多種密鑰管理方案。Y.Hao等人[Y.Hao,Y.Cheng,C.Zhou,and W.Song,“A distributed key management frameworkwith cooperative message authentication in VANETs,”IEEE J.Sel.Areas Commun.,vol.29,no.3,pp.616–629,Mar.2011]提出一種基于群簽名的分布式密鑰管理方案，采用路邊單元分發密鑰，使用合作消息認證協議降低認證開銷，但是路邊單元不是完全可信的設施，作為密鑰分發者容易造成新的安全問題。R.Lu等人[R.Lu,X.Lin,X.Liang,and X.Shen,“A dynamic privacy-preserving key management scheme for location-basedservices in VANETs,”IEEE Trans.Intell.Transp.Syst.,vol.13,no.1,pp.127–139,Mar.2012]針對車群中車輛的進入和離開帶來的會話密鑰泄露風險，提出一種動態隱私保護密鑰管理方案，當沒有車輛離開車群時，加入車群的車輛使用哈希技術自動更新密鑰，否則，進入車輛數目超過閾值時車群密鑰更新。該方案保證車群會話密鑰的前向和后向安全，并且提高了密鑰更新效率。Vijayakumar等人[P.Vijayakumar,M.Azees,A.Kannan,andL.Jegatha Deborah,“Dual authentication and key management techniques forsecure data transmission in vehicular ad hoc networks,”IEEETrans.Intell.Transp.Syst.,vol.17,no.4,pp.1015–1028,Apr.2016]提出一種雙群密鑰更新方案，可信機構在車輛用戶進入和離開車群時，采用中國剩余定理生成密鑰，提高了信任機構和車輛的計算時間。

發明內容

本發明目的在于提供可適應動態車聯網環境和防止竊聽攻擊，提高車輛通信的竊聽攔截率，降低安全通信時延的一種基于強化學習的面向快速加解密的車聯網密鑰管理方法。

本發明包括以下步驟：

步驟1：初始化參數：