一种基于VPKI的VANETs假名撤销系统及方法
专利汇可以提供一种基于VPKI的VANETs假名撤销系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种基于VPKI的VANETs 假名 撤销系统及方法，属于车载网络安全技术领域。本发明利用并增强了最新的车辆公钥 基础 设施系统，以按需方式提供假名，本地可信授权认证中心 指定 一个通用的固定间隔，该域中发出的所有假名都有与车辆公钥基础设施系统时钟对齐的生存期，能够防止基于时间信息链接假名，在撤销事件发生时，撤销事件前的所有假名保持不可链接，从而提高车辆 节点 的隐私保护强度；采用了CRL分片技术，利用V2V模式传播分发CRL 片段 ，通过“发布-订阅”的方式，以车辆为中心获取CRL，并利用布隆 过滤器 为CRL片段提供认证符，能够快速对CRL片段进行确认，降低计算开销，提高验证效率，增强了系统的性能。，下面是一种基于VPKI的VANETs假名撤销系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种基于VPKI的VANETs假名撤销系统，其特征在于包括：本地可信授权认证中心H-TA、外地可信授权认证中心F-TA、本地域、外地域、多个路边单元和多个车辆单元；
所述本地可信授权认证中心H-TA管理本地域，外地可信授权认证中心F-TA管理外地域，可信授权认证中心通过有线安全信道与路边单元连接，负责管理路边单元，为路边单元生成路边单元的公私钥，本地可信授权认证中心为本地域内的车辆单元注册、认证和授权，并向合法的车辆单元颁发长期凭证(LTC)和票据；
所述路边单元为建立在路边的基础设施，通过无线网络与车辆单元连接，为合法接入的车辆单元生成密钥和假名，是车辆单元与可信授权认证中心进行通讯的中间设备；
所述车辆单元为装载在车辆节点上的通信单元，随车辆节点的移动过程中在不同的路边单元之间切换，负责对应的车辆节点与路边单元之间、对应的车辆节点与其它车辆节点之间的通信；
所述本地与外地可信授权认证中心之间互相信任，可信授权认证中心与路边单元之间互相信任，可信授权认证中心被车辆单元完全信任，车辆单元与路边单元之间互不信任，车辆单元之间互不信任，路边单元之间互不信任。
2.一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：车辆单元通过当前已认证合法的路边单元获取为其生成的本地票据，再与本地可信授权认证中心执行票据获取假名生成协议，其中跨域操作时，车辆单元与外地可信授权认证中心通信以获得外地票据；
步骤2：车辆单元基于安全的V2I认证协议完成与目标路边单元的双向认证后，执行假名生成协议以获得假名；
步骤3：当需要撤销假名时，可信授权认证中心与相关的路边单元合作，执行假名解析与撤销协议；
步骤4：路边单元执行CRL构造算法，并将CRL分成多个片段；
步骤5：路边单元通过无线数据链路连续广播被其签名的CRL片段的BF值，以将新撤销事件通知通信范围内的车辆；
步骤6：车辆单元执行CRL订阅算法，接收与其实际行程时间相对应的必要的CRL片段，同时车辆单元基于安全的V2V认证协议接收相邻车辆对缺失的CRL片段的查询请求，执行CRL分发算法；
步骤7：执行假名撤销操作，驱逐行为不端的车辆，其中跨域解析假名时，外地可信授权认证中心需要与相应的本地可信授权认证中心交互，在本地授权认证中心的帮助下解析由其生成的票据，通过撤销长期凭证执行假名撤销操作。
3.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于：所述步骤
1的过程如下：
步骤1.1：车辆单元根据所使用的假名获取策略生成假名请求间隔[ts,te]；
步骤1.2：车辆单元准备发送请求并将目标路边单元的ID和随机数连接起来，计算哈希值：H(RID||Rndn-tkt)，生成请求ζ←(Idreq,H(RID||Rndn-tkt),ts,te)；
其中，Idreq为车辆单元的ID，ζ为请求运算符，n-tkt为本地域票据native ticket；
在跨域操作的情况下，将目标外地可信授权认证中心的ID和随机数连接起来；
步骤1.3：车辆单元用私钥sv将请求ζ签名，
其中，Sign()为公钥签名算法；
步骤1.4：车辆单元将签名，长期凭证，随机数和时间戳 发送给本
地可信授权认证中心；
步骤1.5：本地可信授权认证中心根据车辆单元提交的长期凭证和对应的签名验证请求的合法性，
其中，Verify()为公钥签名认证算法；
步骤1.6：本地可信授权认证中心验证车辆单元合法后，生成“票据可识别键”(IKn-tkt)以将票据绑定到车辆的凭证上：
其中， 是为该IKn-tkt生成的随机数；
步骤1.7：本地可信授权认证中心为车辆单元生成本地票据：χ←(H(RID||Rndn-tkt),IKn-tkt ,ts ,te)，并将票据签名生成匿名票据： 发送
给车辆单元；
其中，σH-TA表示由H-TA生成的系统私钥s进行签名，Idres为请求消息的序号，TS2为时间戳；
步骤1.8：车辆单元验证匿名票据： 并通过验证等式
是否成立验证票据；
其中，Ppub为由可信授权认证中心生成的系统公钥；
在跨域操作的情况下，车辆单元与外地可信授权认证中心交互，并出示外地票据以在外部域中获得该域中的本地票据。
4.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于步骤2中所述执行假名生成协议以获得假名的过程如下：
步骤2.1：车辆单元准备生成假名所需的参数
之后以请求的形式发送给路边单元；
其中，t's,t'e分别为车辆单元请求假名时实际的假名请求间隔的开始时间戳和结束时间戳；
步骤2.2：路边单元接收到请求后，验证票据的合法性：
步骤2.3：路边单元验证车辆单元的票据是合法的后，通过验证等式
是否成立，检查自己是否是车辆单元的目标路边单
元，然后验证所请求的假名的实际周期，即[t's,t'e]是否落入票据中指定的周期[ts,te]；
其中， 为路边单元自己的ID；
步骤2.4：路边单元生成随机数：Rndv←GenRnd()，路边单元为车辆单元生成匿名身份和对应的私钥：
其中，Vi＝{Vi,1,Vi,2}，Vi,1＝xiP，路边单元选择随机数
ski＝sR·H2(Vi,2)，i＝{1,…,n}，n为路边单元每一次分发假名的数量，P∈G1，G1是一个循环加法群，P是G1内的一个生成元，Ppub是由可信授权认证中心生成的系统参数，即系统公钥，VID是车辆向系统注册时，可信授权认证中心为其生成的初始假名，sR是路边单元的签名私钥，H1和H2是由可信授权认证中心选择的哈希函数；
接下来生成“假名可识别键” 以将假名绑定到车辆单元的票据上：
步骤2.5：路边单元通过计算哈希值确定假名序列号SN，并隐式关联属于每个请求假名i
的车辆单元的一批假名，即i＝1时， i＝{2,…,n}时，SN ←H
(SNi-1||Hi(Rndv))；
步骤2.6：路边单元为车辆单元生成假名：
其中， 是路边单元集成一个释放CRL的间隔ΓCRL内所有的CRL片段的BF值，CRLV为CRL的版本，路边单元会随机选择一些假名作为BF值的载体，载体的比例可以根据不同的因素进行设置，例如撤销事件的频率和部署的路边单元的覆盖范围；
步骤2.7：路边单元将消息(Idres,ξ,Rndv,nonce+1,TS4)发送给车辆单元，其中ξ是路边单元对车辆单元的私钥和假名 进行签名或加密；
步骤2.8：车辆单元接收到路边单元的响应消息后，先验证假名和对应的私钥的合法性，然后通过验证等式 是否成立验证
5.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于所述步骤3的过程如下：
步骤3.1：本地可信授权认证中心请求路边单元将撤销的假名映射到路边单元存储的相应票据，即n-tkt；
可信授权认证中心向有关的路边单元发送请求消息： 其中
s是由可信授权认证中心选择的系统的私钥；
步骤3.2：路边单元用系统公钥验证请求： 然后路边单元将撤销的假
名映射到对应的票据上：
步骤3.3：路边单元将票据信息发送到可信授权认证中心： 其中
χ←(Idres,n-tkt,Hi(Rndv))，sR是路边单元的私钥；
步骤3.4：可信授权认证中心验证响应：Verify(RID,χ)，然后通过验证等式是否成立以确认路边单元已将假名正确解析到对应的票
据。
6.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于所述步骤4中路边单元执行CRL构造算法，并将CRL分成多个片断的过程如下：
步骤4.1：路边单元基于每个ΓCRL的假名有效时间对被撤销的假名进行分类，然后为每批假名附加以下数据；
(i)被隐式关联的假名链中第一个被撤销的假名的序列号SNk；
(ii)哈希值
(iii)该批中剩余的假名的数目x；
步骤4.2：路边单元根据能为分发CRL分配的最大带宽，即系统参数B，将CRL分成多个片段，设N为某个ΓCRL内CRL的片段数， 其中 为某个ΓCRL的CRL，
size()为CRL的大小；
能得到CRL片段： 其中j＝{0,…,N}。
7.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于所述步骤6中车辆单元基于安全的V2V认证协议接收相邻车辆对缺失的CRL片段的查询请求，执行CRL分发算法的过程如下：
当车辆单元接收到相邻车辆对缺失的CRL片段的查询请求时，在验证请求消息上的签名合法后，车辆单元搜索其本地存储库并随机选择被请求的片段之一，然后广播它。
8.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于所述步骤6中车辆单元执行CRL订阅算法，接收与其实际行程时间相对应的必要的CRL片段的过程如下：
步骤6.1：车辆单元向其邻居广播被其签名的查询消息，以接收车辆行驶期间想要获得的几个ΓCRL内撤销信息对应的那部分缺少的CRL片段；
步骤6.2：车辆单元在接收到CRL片段之后，通过布隆过滤器测试被签名了的BF值来验证该片段，如果BF测试成功，则车辆单元接收到的该片段属于路边单元生成的CRL片段，车辆单元将接受该片段并继续请求，直到成功接收到所有所需片段，否则它将丢弃该片段并继续请求；
其中，在接收和验证CRL片段时，每个车辆通过所获得的被撤销的假名的序列号SNk和计算x次哈希值： i＝{k,k+1,k+2,…,k+x-1}，计算出所有撤
销的假名序列号。
9.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于所述步骤7中执行假名撤销操作，驱逐行为不端的车辆的过程如下：
步骤7.1：计算出所有撤销的假名序列号后，车辆单元将不会再与使用序列号是已撤销状态的假名的车辆单元通信；
步骤7.2：与此同时，路边单元将已正确解析到撤销假名对应的票据发送给可信授权认证中心，可信授权认证中心将票据对应的车辆单元的身份凭证等所有注册信息注销，并通知所有路边单元不再为持有已撤销的票据的车辆单元提供接入网络的服务，从而彻底将车辆驱逐。
10.根据权利要求2所述的一种基于VPKI的VANETs假名撤销方法，其特征在于所述步骤
7中外地可信授权认证中心需要与相应的本地可信授权认证中心交互，在本地授权认证中心的帮助下解析由其生成的票据，通过撤销长期凭证执行假名撤销操作的过程如下：
步骤7.3：外地可信授权认证中心准备请求：ζ←(Idreq,n/f-tkt,nonce,TS7)，将请求消息ζ发送给本地可信授权认证中心；
其中，f-tkt为外地域票据foreign ticket；
步骤7.4：本地可信授权认证中心接收到请求消息，解析出票据对应的 和其为车辆单元颁发的长期凭证；
步骤7.5：本地可信授权认证中心发送响应消息χ给外地可信授权认证中心，步骤7 .6 ：外地可信授权认证中心接收到响应消息 ，通过验证等式
是否成立来确认本地可信授权认证中心是否正确映射
到车辆单元的长期凭证；
步骤7.7：当车辆单元行为不端时，本地可信授权认证中心可以直接吊销步骤7.4中解析出来的车辆单元的长期凭证，从而将行为不端的车辆单元驱逐。
一种基于VPKI的VANETs假名撤销系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
到车辆单元的长期凭证；
具体实施方式
其中 χ←(Idres,n-tkt,H (Rndv))，sR是路边单元的私钥；
到车辆单元的长期凭证；
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