一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法
专利汇可以提供一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，能够提高并保证用户在共享 汽车 使用下的安全性。该系统包括：首先下载app向第三方可信机构进行注册，然后选择系统可以租赁的车辆，第三方可信机构会建立车载端与手机端之间的相互认证机制，生成订单的同时产生公私钥对，最后用户与共享汽车进行身份认证，在认证成功后，可获取车辆的控制权，直到还车后支付租金来结束此次服务。该系统提供了零知识身份认证协议，既能保户用户隐私，也能进行严格的验证。本发明基于 密码学 原理的人车交互系统，从而提供便捷、安全的出行。因此本系统能满足车联网环境下车内网对外的信息安全需求，在汽车行业和计算机行业均具有良好的应用前景。，下面是一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法专利的具体信息内容。
1.一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在共享的背景下，用户下载手机端app并注册时，第三方可信机构进行合法验证后分配账号给用户，用户进行用户名+密码登录后选择租赁汽车进行手动认证；
S2：在认证中，车载端与手机端之间构造基于Fiege-Fiat-Shamir的零知识身份认证优化协议，建立车载端与手机端之间的相互认证机制，第三方可信机构根据用户进行租车服务生成订单公私钥，手机端和车载端发送消息利用哈希函数生成数字签名，保护数据传输完整性和防篡改，同时加入计数器以防止重放攻击；认证正确后，获得汽车控制权，反之检验错误情况，并立刻终止此次验证，保证用户的资金安全，整个过程确保本次租赁服务的合法进行；
S3：认证成功后，用户通过手机端分别控制汽车的车门开关、空调开关、温度调节以及一键启动，并对这些指令操作进行AES分组加密。
2.根据权利要求1所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述用户进行用户名+密码登录后，每个用户只有得到第三方可信机构合法验证后，才会拥有该客户端的账号，为了防止伪造攻击和冒充攻击，只有手机端进行登录后，方可与车载端进行零知识身份认证。
3.根据权利要求1所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述的选择租赁汽车进行手动认证，服务端将车辆设置成需验证状态，保证用户接下来的身份认证，防止不合法用户干扰正常的租车服务。
4.根据权利要求1所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述基于Fiege-Fiat-Shamir的零知识身份认证优化协议，建立车载端与手机端之间的相互认证机制，其中第三方可信机构根据订单生成公私钥PK和SK，用户向第三方可信机构获取公私钥并和车载端认证自己的身份，认证过程如下：
步骤1.1：证明者P选择一个随机数r，r
步骤1.2：验证者V首先验证消息认证码，即将收到的t和V存储的计数器值CTRv使用哈希函数H()加密生成V的消息认证码MAC，并比较收到的P的消息认证码MAC以验证消息的完整性，若两者相等，则V生成k位随机数二进制串b1||b2||…||b9，并生成V的消息认证码MAC＝H(b1||b2||…||b9||CTRv)，然后向P发送消息MSG＝{b1||b2||…||b9||MAC}，最后V的计数器值CTRv增加1；
步骤1.3：P首先验证消息认证码，即将收到的b1||b2||…||b9和自己存储的计数器值CTRv使用哈希函数H()加密生成P的消息认证码MAC并比较收到的消息认证码MAC以验证消息的完整性；若两者相等，则P将收到的b1||b2||…||b9逐个取反得到b′1||b′2||…||b′9，然后P计算 S1…
S9为协议中k等于9时的私钥，并生成P的消息认证码MAC＝H(y1||y2||CTRp，然后向V发送消息MSG＝{y1||y2||MAC}，最后P的计数器值CTRp增加1；
步骤1.4：V首先验证消息认证码，即将收到的y和自己存储的计数器值CTRv使用哈希函数H()加密生成MAC并比较收到P的消息认证码MAC以验证消息的完整性，若两者相等，则V验证 和 是否成
立，若通过验证，则V产生result，1代表认证成功，0代表认证失败，和相应的Hash值MAC＝H(result||CTRv)并发送消息MSG＝{result||MAC}给P，最后V的计数器值CTRv等于0，其中，v1…v9为协议中k等于9时的公钥；
步骤1.5：P收到消息result||MAC后，验证消息认证码，即将收到的result和自己存储的计数器值CTRp使用哈希函数H()加密生成MAC并比较收到的V的消息认证码MAC以验证消息的完整性,最后根据result值直接判断认证结果。
5.根据权利要求4所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述的CTRv和CTRp，为了防止假冒用户或者攻击者进行重放攻击，加入客户端计数器和车载端计数器，每次传输消息，都要使发送发计算器增加1，双方收到后需要对传递的数据和自己的计算器进行哈希函数H()加密生成MAC与收到双方的消息认证码MAC进行比对，验证正确，说明计数器运行安全，未收到重放攻击，若不正确，说明消息受到了攻击，双方认证立即终止。
6.根据权利要求4所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述的Fiege-Fiat-Shamir，第三方可信机构选取两个512bit的大质数p、q，相乘生成n＝p*q；为了产生用户租车订单的公开密钥和私人密钥，第三方可信机构计算n的所有平方剩余数v1,v2,…，vk，并随机选取9个数作为连续的公开密钥，即选择vi使得x2≡vimodn有小于n的解且vi-1modn存在，即vi有模n的逆元,最大公约数函数gcd(vi,n)＝1，v1,v2,…，v9即是可信机构生成的一次订单的公开密钥，用户和车载端可以获取公钥和随机数-1
n，然后计算满足si≡sqrt(vi )modn的最小si，s1,s2,…，s9就作为P的私人密钥，私钥需要求解模n的二次方根问题，而这是一个等价于整数n因式分解的难题，确保安全性，这边定义验证的连续公私钥对数是9。
7.根据权利要求6所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述第三方可信机构选取两个512bit的大质数p、q，相乘生成n＝p*q的具体过程为：产生大素数需要实现数论中费尔马定理、欧拉定理、Miller-Rabin素性检测的算法，产生私钥需要实现扩展欧几里得算法以及大数求根算法，上述算法实现的基础都依赖于大数运算函数库。
8.根据权利要求7所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述费尔马定理Fermat：若p是素数，a是正整数且gcd(a,p)＝1，则ap-1≡1 mod p；欧拉定理Euler：设n是一正整数，小于n且与n互素的正整数的个数称为n的欧拉函数，记为 若a和n互素，则 Miller-Rabin素性检测：如果p为大于2的素数，则
方程x2≡1 mod p的解只有x≡1和x≡-1；扩展欧几里得算法：它是欧几里得算法的扩展，除了计算a、b两个整数的最大公约数，此算法还能找到整数x、y，其中一个很可能是负数；求取最大公约数：给予二整数a与b,必存在有整数x与y使得ax+by＝gcd(a,b)，其中gcd是求最大公因数的函数；有两个数a,b，对它们进行辗转相除法，可得它们的最大公约数；然后，收集辗转相除法中产生的式子，递归回去，可以得到ax+by＝gcd(a,b)的整数解。
9.根据权利要求4所述的一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法，其特征在于，所述的消息认证码，使用的是MD5加密算法实现，每次手机端和车载端在发送消息前都会将需要发送的内容进行MD5加密，接收端将接收的消息和自己的计数器进行MD5加密与发送过来的进行比对。
一种基于零知识身份认证的人车交互系统设计与实现方法
技术领域
背景技术
发明内容
的所有平方剩余数v1,v2,…，vk，并随机选取9个数作为连续的公开密钥，即选择vi使得x ≡vimodn有小于n的解且vi-1modn存在，即vi有模n的逆元,gcd(vi,n)＝1，v1,v2,…，v9即是可信机构生成的一次订单的公开密钥，用户和车载端可以获取公钥和随机数n，然后计算满足si≡sqrt(vi-1)modn的最小si，s1,s2,…，s9就作为P的私人密钥，私钥需要求解模n的二次方根问题，而这是一个等价于整数n因式分解的难题，确保安全性，这边定义验证的连续公私钥对数是9。
数，则方程x2≡1mod p的解只有x≡1和x≡-1；扩展欧几里得算法：它是欧几里得算法的扩展，除了计算a、b两个整数的最大公约数，此算法还能找到整数x、y，其中一个很可能是负数；求取最大公约数：给予二整数a与b,必存在有整数x与y使得ax+by＝gcd(a,b)，其中gcd是求最大公因数的函数；有两个数a,b，对它们进行辗转相除法，可得它们的最大公约数；然后，收集辗转相除法中产生的式子，递归回去，可以得到ax+by＝gcd(a,b)的整数解。
具体实施方式
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