[發(fā)明專利]一種車載網中防止黑洞攻擊的改進AODV協(xié)議方法

在審

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• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112512015A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 神顯豪;臧一豪;曾紫玲;蘇星月;辛戈利
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W12/041;H04W12/069;H04W12/122
• 代理公司: 西安合創(chuàng)非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 居延娟

本發(fā)明公開了一種車載網中防止黑洞攻擊的改進AODV協(xié)議方法，涉及車載自組網通信安全技術，包括：步驟1：節(jié)點注冊認證；步驟2：節(jié)點通信；步驟3：惡意節(jié)點的檢測。本發(fā)明的方法解決了車載網通信技術中無法有效解決節(jié)點之間出現(xiàn)的黑洞攻擊問題，提高了節(jié)點通信的安全性。

技術領域

本發(fā)明涉及車載自組網通信安全技術，具體涉及一種車載網中防止黑洞攻擊的改進AODV協(xié)議方法。

背景技術

目前，車載網（VANET）作為移動自組網的一個子類，在智能交通系統(tǒng)中得到廣泛應用，其中為了保證車輛之間的通訊，路邊單元（RSU）充當網關，車輛上裝有車載單元（OBU）,OBU由傳感器、處理單元和通訊系統(tǒng)組成，并通過IEEE 802.11協(xié)議與周圍車輛進行通信，VANET可以實現(xiàn)車輛與車輛（V2V）、車輛與基礎設施（V2I）之間的協(xié)作通信，從而有助于促進交通安全、提高交通效率和優(yōu)化交通管理，但是由于VANET中節(jié)點繁多且網絡拓撲結構變化較快的特點，VANET網絡易受到來自外界的惡意攻擊，近年來，車載網的安全問題日益成為一個熱點問題。

AODV協(xié)議作為VANET中一種常見的按需平面距離矢量路由協(xié)議，支持中間節(jié)點應答，能使源節(jié)點快速獲得路由，有效減少了廣播數(shù),節(jié)點只存儲需要的路由，減少了內存的需求和不必要的復制。但是本身缺少了相應的認證機制，極易受到來自外部環(huán)境的惡意攻擊。

黑洞攻擊是一種VANET中常見的攻擊手段，是一種典型的Dos（拒絕服務攻擊），在這種攻擊下，惡意節(jié)點通過協(xié)議機制更改自己的序列號或者跳數(shù)等方式欺騙源節(jié)點，將數(shù)據(jù)包導向自己，從而干擾網絡通信。

橢圓曲線密碼學（ECC）算法，是一種基于橢圓曲線數(shù)學而建立公開密鑰加密的算法，橢圓曲線在密碼學中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分別獨立提出的。此算法相對于其他加密算法而言，具有加解密速度快，節(jié)省帶寬和存儲空間。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種車載網中防止黑洞攻擊的改進AODV協(xié)議方法，解決了車載網通信技術中無法有效解決節(jié)點之間出現(xiàn)的黑洞攻擊問題，提高了節(jié)點通信的安全性。

本發(fā)明采用的技術方案是：一種車載網中防止黑洞攻擊的改進AODV協(xié)議方法，包括：

步驟1：節(jié)點注冊認證；

步驟2：節(jié)點通信；

步驟3：惡意節(jié)點的檢測。

進一步地，所述步驟1包括：

使用橢圓曲線密碼技術的非對稱公鑰基礎結構用于生成密鑰，其中通信節(jié)點雙方選擇了一個私有密鑰nA和nB；私鑰nA和nB是集合中具有p上限的整數(shù)；它通常用于解密和保密，通過如下公式獲得每個部分的公鑰：

然后通過使用公共密鑰，按照如下公式將消息加密為密文：

其中Pm是被用戶PB通過公共密鑰更改并且加密的消息，k是隨機整數(shù)，保證每次密文的獨特性；

然后RSU擔任證書頒發(fā)機構,為車載網中注冊的車輛生成一個證書；

節(jié)點從CA中獲得私鑰和有效證書，并參與節(jié)點通信進程。

更進一步地，所述步驟2包括：

源節(jié)點向目的節(jié)點通信，首先源節(jié)點生成Nonce，并使用目的節(jié)點的公鑰進行加密；

之后廣播這個已經獲得認證證書和隨機數(shù)加密的RREQ，節(jié)點網絡中的任何節(jié)點都可以接收并進行驗證；

若是目的節(jié)點則接收RREQ，并發(fā)送重新加密具有更新隨機數(shù)Nonce后的RREP，同時源節(jié)點通過設置定時器來清除已經超時的RREP；

若不是目的節(jié)點，則增加跳數(shù)、源節(jié)點序列號，并繼續(xù)廣播這個RREQ,并保存反向路由路徑，源節(jié)點使用特殊的數(shù)據(jù)結構最大堆來存儲所有節(jié)點的RREP。

更進一步地，所述步驟3包括：