[發明專利]基于布谷鳥過濾器的車聯網假名管理系統及方法

在審

• 申請號: 202210566760.3
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115119196A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 郭楠;莊璐瑗;陳宇凡;高天寒
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W12/06;H04W12/00;H04W12/69;H04W12/041;H04W12/0431;H04W12/03;G06F16/9536;H04L9/00;H04L9/08;H04L9/40
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種基于布谷鳥過濾器的車聯網假名管理系統，其特征在于，包括：系統初始化模塊，數據初始化、生成共享密鑰及假名更新模塊，路邊單元RSU獲取假名列表模塊，假名驗證模塊，假名審查模塊；

所述系統初始化模塊用于實現：假名頒發中心PP生成公共的系統參數及自身公私鑰對；路邊單元RSU向假名頒發中心PP申請注冊，假名頒發中心PP為路邊單元RSU生成私鑰，路邊單元RSU根據自身私鑰生成公鑰；

所述數據初始化、生成共享密鑰及假名更新模塊用于實現：車輛用戶和假名頒發中心PP之間基于ECIES公鑰加密算法及對稱加密算法進行通信；假名頒發中心PP為車輛用戶生成唯一身份標識，使用對稱密鑰加密后發送給車輛用戶；車輛用戶和假名頒發中心PP同步更新假名，假名頒發中心PP將更新的假名插入布谷鳥過濾器；

所述路邊單元RSU獲取假名列表模塊用于實現：車輛用戶和路邊單元RSU之間基于ECIES公鑰加密算法進行通信；車輛用戶進入RSU管轄區域后，將加密后的自身假名發送給路邊單元RSU；

所述假名驗證模塊用于實現：車輛用戶和路邊單元RSU之間基于ECIES公鑰加密算法進行通信；車輛用戶之間通過對稱加密算法進行通信，使用Deffie-Hellman密鑰交換算法協商對稱密鑰，并生成用于和對方通信的特定標識列表，車輛用戶使用特定標識進行相互認證；

所述假名審查模塊用于實現：車輛用戶和路邊單元RSU之間以及RSU與假名頒發中心PP之間基于ECIES公鑰加密算法進行通信；假名頒發中心PP根據被舉報車輛用戶的假名計算所述車輛的真實身份標識。

2.一種基于布谷鳥過濾器的車聯網假名管理方法，基于權利要求1所述的一種基于布谷鳥過濾器的車聯網假名管理系統實現，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：初始化系統參數及生成公私鑰；

步驟2：初始數據頒發、共享密鑰生成階段及假名更新；

步驟3：車輛進入路邊單元RSU區域及RSU獲取假名列表；

步驟4：車輛出示假名并建立通信；

步驟5：當有不合法行為車輛出現時進行假名審查。

3.根據權利要求2所述的一種基于布谷鳥過濾器的車聯網假名管理方法，其特征在于，所述步驟1包括：

步驟1.1：假名頒發中心PP構造素數階為l的乘法循環群G，隨機選取表示有限域，隨機選擇兩個秘密素數p、q，一個公開素數z及其公開生成元h，2≤h≤z-2，假名頒發中心PP計算N＝pq,λ＝lcm(p-1,q-1)，λ＝lcm(·)表示計算最小公倍數，構造Paillier同態加密算法c:E(m)＝g^mr^NmodN²，構造函數L(x)＝(x-1)/N，計算u＝(L(g^λmodN²))^-1modN；

步驟1.2：假名頒發中心PP選取sk_p＝(λ,u)作為自己的私鑰，選取X_P＝(N,g)作為自己的公鑰；假名頒發中心PP發布公共參數params＝(G,X_P＝(N,g),h,l,z,c)，存儲私鑰sk_p＝(λ,u)，l表示乘法循環群G的階；

步驟1.3：路邊單元RSU向假名頒發中心PP申請注冊，假名頒發中心PP選取sk_R∈_RZ_q作為路邊單元RSU的私鑰，其中R表示隨機選取，_RZ_q表示選取隨機數；路邊單元RSU計算作為自己的公鑰。