[發明專利]一種基于真隨機數的車聯網隱私保護通信方法

有效

• 申請號: 202110266836.6
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113141344B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 韓牟;朱夢麗;馬世典
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/06;H04L9/08;H04L9/32;H04L67/12;H04L67/06;H04L67/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于真隨機數的車聯網隱私保護通信方法，其主要步驟包括以下幾個方面：1)權威中心進行初始化，生成必要參數。2)車輛向權威中心進行注冊申請以獲得重要參數。3)利用車載電源電壓生成的真隨機數和獲得的參數對信息進行加密并上傳云服務器。4)其他車輛從云服務器中下載密文并進行解密獲得數據。真隨機數不僅具有良好的統計特性還滿足不可預測性，本發明基于車載電源電壓提取的真隨機數作為生成密文的重要參數具有很高的安全性，并且本發明設計出一種訪問策略隱藏的密文屬性基加密方案，將車輛的屬性進行隱藏，達到了保護車輛隱私的效果。

技術領域

本發明涉及智能網聯汽車、車內通信技術和密碼學，尤其涉及車聯網領域。

背景技術

隨著計算機技術、網絡技術和汽車產業的融合，智能網聯汽車已然成為未來競爭焦點，智能網聯汽車的不斷發展也意味著，我們正邁入車聯網時代，車聯網即通過智能車搭載的智能設備與無線通信技術相融合，實現車與人、車、路和信息網絡平臺的信息交互，降低事故風險、提高交通運行效率和提供更舒適的駕駛環境。雖然車聯網為智能交通和我們的生活提供了很大的便利，但是也面臨著嚴峻的信息安全挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于真隨機數的車聯網隱私保護通信方案，在實現保護車聯網數據隱私的同時，達到實現細粒度的訪問控制的目的。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于真隨機數的車聯網隱私保護通信方法，包括以下步驟：(1)權威中心進行初始化，生成重要參數。(2)車輛向權威中心進行認證。(3)基于車載電源電壓提取隨機數。(4)車輛根據成功得到的主密鑰MK、廣播中獲得的PK和自身的屬性集合S生成私鑰SK。(5)車輛信息發送方根據訪問樹P、PK和MK對消息M進行加密并把數據上傳云服務器。(6)車輛節點從云服務器下載密文并進行解密，如符合車輛發送方的訪問策略則可以成功解密獲得明文。

進一步，所述步驟(1)權威中心進行初始化，生成重要參數，其步驟如下：

步驟1.1權威中心輸入安全參數λ，選擇一個階為p,生成元為g的加法群G和乘法群G₁并且定義雙線性映射e:G×G→G₁。

步驟1.2權威中心隨機選擇y,θ,α,β∈Z_p，生成公共參數PK＝((p,g,G,G₁,e),θ,α,β,e(g,g)^y)和主密鑰MK＝y。

步驟1.3權威中心在網絡中對公共參數進行廣播。

進一步，所述步驟(2)車輛向權威中心進行認證，其步驟如下：

步驟2.1車輛節點向權威中心發起注冊申請并發送簽名和證書。

步驟2.2權威中心通過簽名和證書驗證車輛節點身份的合法性，并為身份合法的車輛節點發送用以生成解密私鑰的主密鑰MK＝y。

進一步，所述步驟(3)基于車載電源電壓提取隨機數，其步驟如下：

步驟3.1對車載電源電壓變化過程進行分析，發現車載電源電壓的變化過程是一個具有馬爾科夫特性的隨機過程。

步驟3.2利用示波器采集車載電源的電壓噪聲，設置示波器的采集周期為1s，因為該周期既保證了有用數據不嚴重丟失，又保證了合適的變化量。

步驟3.3將示波器得到的采樣值利用模數轉換器轉換成數字序列，其中根據不同環境設置不同閾值，通過比較采樣值與閾值的高低來產生數字信號0或1。

步驟3.4為了使數字序列服從均勻分布和具有良好的統計特性，將得到的數字信號進行后處理。為了提高效率，采用簡單的異或鏈對得到的數字信號進行異或操作，再將得到的數據進行哈希運算，將處理后的數據，即最終隨機數存入隨機數池中，等待車輛節點的提取。