發(fā)布時間：2020-04-11 13:47

【摘要】：隨著5G技術(shù)的逐漸成熟以及“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的大力支持,傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化已經(jīng)成為趨勢,通過汽車與周圍環(huán)境的交互,實現(xiàn)了汽車的智能化控制,智能信息服務(wù)以及智能交通管理,重新定義了人們對傳統(tǒng)汽車的認(rèn)識。車聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)給人們生活帶來了極大的便利,但是汽車智能化引發(fā)的安全問題也成為全世界日益關(guān)注的焦點。密鑰管理機(jī)制作為保證網(wǎng)絡(luò)與信息安全的關(guān)鍵技術(shù),在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中也扮演著極其重要的角色。然而,隨著智能汽車數(shù)量的大幅增加,車聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,車聯(lián)網(wǎng)密鑰管理也面臨著更大的困難和更高的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方案的集中式管理模式使得中央機(jī)構(gòu)對大量實時性請求的處理效率成為系統(tǒng)的瓶頸;而且,證書的操作會帶來更大的通信開銷和計算開銷;因此,傳統(tǒng)的密鑰管理方案并不能滿足車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。對于龐大的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),設(shè)計安全高效的密鑰管理機(jī)制成為了目前研究的重點。為此,本文提出了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)密鑰管理機(jī)制,改善了傳統(tǒng)密鑰管理方案較低的管理效率,增強(qiáng)了密鑰的安全性。通過將區(qū)塊鏈技術(shù)引入車聯(lián)網(wǎng),并且定義了一種由RSU節(jié)點構(gòu)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了公鑰數(shù)據(jù)的驗證以及數(shù)據(jù)添加,進(jìn)而利用智能合約實現(xiàn)自動化地公鑰注冊、更新和撤銷操作�；趨^(qū)塊鏈的防篡改特性,實現(xiàn)用戶公鑰與身份的綁定,在降低系統(tǒng)成本的同時,有效地保證了用戶公鑰的安全性。同時,基于區(qū)塊鏈的分布式特性,消除了傳統(tǒng)集中式方案的單點故障問題,提高了密鑰管理的透明度和公平性。基于提出的密鑰管理架構(gòu),本文設(shè)計了一種雙向認(rèn)證及密鑰協(xié)商協(xié)議。該協(xié)議引入了一種基于雙變量多項式的預(yù)認(rèn)證機(jī)制,通過執(zhí)行一個低開銷的多項式計算,篩選有效的簽名消息進(jìn)行驗證,從而減輕了DoS攻擊。為了進(jìn)一步降低公鑰加密傳輸產(chǎn)生的較大開銷,本文提出一種會話密鑰協(xié)商協(xié)議,基于雙變量多項式的對稱特性,為通信雙方生成一對會話密鑰,從而保證了數(shù)據(jù)交互的機(jī)密性。最后,本文對所提方案進(jìn)行了安全性分析,并通過BAN邏輯進(jìn)行了安全性證明,結(jié)果表明本文所提方案滿足車聯(lián)網(wǎng)的安全需求。另外,對所提方案進(jìn)行了性能分析和實驗仿真,并與傳統(tǒng)的一些方案進(jìn)行了對比,結(jié)果表明本方案可以有效地降低成本開銷,并且在減少計算、通信、存儲開銷以及降低時延等方面具有較好的表現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP311.13;TN918.4;U495

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本文編號：2623662