[發明專利]基于虛擬車輛的5G車載網絡中的位置隱私保護方法及系統

有效

• 申請號: 202110133855.1
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112969173B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 趙開新;翟海慶;馬瑛東;郜廣蘭;史紅玉;馬同偉;魏勇;孫冬
• 申請（專利權）人: 河南工學院
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W12/64;H04L9/40;H04W4/40;H04W4/021
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

本發明公開一種基于虛擬車輛的5G車載網絡中的位置隱私保護方法及系統，包括可信中心TA、5G?基站5G?BS、敏感度管理機構SAMD、邊緣服務器ES_j和車輛，用虛擬車輛來保護車輛的位置隱私，在位置隱私敏感區域中，系統將根據車輛的實際位置隱私需求添加虛擬車輛，從而達到迷惑敵人的目的，以實現位置隱私保護。另外，本發明通過虛擬假名熵來衡量車輛在某一區域可以達到的位置隱私度。

技術領域

本發明屬于車聯網隱私安全保護技術，具體涉及一種基于虛擬車輛的5G車載網絡中的位置隱私保護方法及系統。

背景技術

近年來，5G技術迎來了的質的飛躍。由于它在延遲、系統容量、頻譜效率、通信范圍和通道可靠性方面的改進，同時具有支持設備到設備通信的特點，它將為移動互聯網產業的發展帶來巨大的契機。

所謂的車聯網(VANETs)，是眾多不同類型的車輛在無線網絡環境下借助其安裝的車載單元(OBU)與其他實體相互通信，從而形成分布式自組織網絡。為了提高車主的駕車體驗和保障車主的安全，車輛需要周期性的向周圍車輛廣播安全信息，包括位置、速度、朝向、加速度等信息。盡管車聯網中車輛行駛的安全得到了一定保障，但安全信息的泄露會使車主的位置隱私受到威脅，敵手可以通過車輛的位置信息獲得車主的個人隱私，包括車主的家庭住址、工作單位等，這會給車主帶來很大的危險。因此車聯網必須提供足夠強大的位置隱私保護機制，確保車主的隱私能夠得到保護。

傳統的方案考慮使用假名的方法來實現位置隱私，即車輛使用假名來廣播安全信息，以阻止敵手的追蹤。遺憾的是，這些方案中假名更換受車輛數目的限制，在車輛數較少的情況下，盲目地進行假名更換會帶來極大的安全威脅，但是長時間使用同一假名仍然會使車輛的位置隱私受損。同時，這些方案考慮的車輛假名更換的區域并沒有包含一些位置隱私需求較高的區域，如政府機關、醫院等，而車輛在這些區域的位置隱私亟需保護。

5G技術具有高可靠、低時延等特性，能夠使車輛之間更快地建立連接，實現高效的交流合作，從而保護車輛的位置隱私。然而，目前并沒有技術考慮到5G車聯網中對于位置隱私敏感區域以及假名更換區域中車輛數較少時的情況下的位置隱私保護。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種基于虛擬車輛的5G車載網絡中的位置隱私保護方法及系統，本發明能夠使得車輛在發送安全信息時，能夠對車輛的位置隱私進行更加有效的保護。

技術方案：本發明的一種基于虛擬車輛的5G車載網絡中的位置隱私保護方法，包括以下步驟：

步驟S1、系統初始化

所有車輛均在可信中心TA中注冊，獲取行程中將使用的信息，包括用于通信的公鑰私鑰和證書Cert_i、以及用于發送安全信息的假名公鑰私鑰和證書同時車輛初始化假名策略管理模塊PAMM；

步驟S2、敏感區域加入

車輛在行駛過程中會實時監測自己的位置，若車輛到達敏感區域SA_j，則與邊緣服務器ES_j協商會話密鑰，若車輛未到達敏感區域SA_j，則不作任何響應；

步驟S3、假名更換

當車輛位于敏感區域SA_j內，則使用假名廣播安全信息，此時進入假名更換準備階段，即車輛根據和邊緣服務器交互信息決定是否參與本次假名更換，并在決定進行假名更換后再進行正式的假名更換進程，其中，通過假名策略管理模塊PAMM計算車輛在敏感區域的假名更換策略；

步驟S4、敏感區域離開

當車輛判斷自己的位置不屬于敏感區域SA_j時，將刪除與邊緣服務器ES_j的會話信息；若邊緣服務器ES_j對應時間段內沒有收到車輛發送的消息，刪除與對應車輛的會話消息。