【摘要】：車(chē)聯(lián)網(wǎng)VANETs(Vehicular ad hoc networks)在為車(chē)輛提供基于位置的服務(wù)、實(shí)現(xiàn)協(xié)同通信和緩解交通壓力的同時(shí),由于其通信特征是需要持續(xù)不斷地泄露車(chē)輛用戶(hù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,因此車(chē)輛用戶(hù)的位置隱私可能遭受敵手的攻擊。本文在總結(jié)前人關(guān)于Mix-Zones方案的研究基礎(chǔ)上,從VANETs的整體部署分析,發(fā)現(xiàn)VANETs中車(chē)輛單元的身份和位置隱私面臨著兩種攻擊:來(lái)自VANETs外部的非法成員的攻擊和來(lái)自VANETs內(nèi)部的合法成員的攻擊。針對(duì)上述問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)VANETs的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和車(chē)輛之間的通信特征進(jìn)行分析,以VANETs中的安全通信為研究對(duì)象,采用知識(shí)簽名和群簽名技術(shù)設(shè)計(jì)了兩個(gè)基于車(chē)輛身份的認(rèn)證協(xié)議,用于抵抗以上兩種類(lèi)型的攻擊。對(duì)保障車(chē)輛用戶(hù)的隱私安全問(wèn)題進(jìn)行了從理論分析到仿真實(shí)現(xiàn)的深入研究。該研究可為后續(xù)VANETs中車(chē)輛用戶(hù)的位置隱私保護(hù)提供理論支持和參考。主要工作如下:VANETs的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化很快且分布繁雜,車(chē)輛單元容易受到來(lái)自VANETs外部的敵手跟蹤攻擊。對(duì)此,本文采用雙離散對(duì)數(shù)的知識(shí)簽名技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于車(chē)輛身份認(rèn)證的入網(wǎng)協(xié)議。在車(chē)輛進(jìn)入VANETs之前要向路旁輔助單元發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求并證明它知道系統(tǒng)密鑰。只有通過(guò)身份認(rèn)證的車(chē)輛,才能實(shí)現(xiàn)與VANETs的接入服務(wù)。故可抵抗外部敵手對(duì)VANETs內(nèi)部細(xì)節(jié)的窺測(cè)和攻擊。仿真結(jié)果證明本文在保護(hù)車(chē)輛位置隱私的同時(shí),在入網(wǎng)認(rèn)證速度上也同比其他方案較快。由于行駛在VANETs中的車(chē)輛用戶(hù)需要持續(xù)泄露其位置信息,故容易遭受來(lái)自VANETs內(nèi)部的敵手攻擊。對(duì)此,本文采用了群簽名理論設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)于車(chē)輛身份的認(rèn)證協(xié)議。在初始化階段,由系統(tǒng)產(chǎn)生群公/私鑰對(duì)和系統(tǒng)參數(shù),并利用路旁輔助設(shè)施將群公鑰和共享系統(tǒng)參數(shù)分發(fā)給車(chē)輛用戶(hù),群私鑰由VANETs系統(tǒng)中的群主預(yù)留;任何一個(gè)合法群成員都能利用其分配到的群公鑰配合系統(tǒng)參數(shù)代表所有成員簽名并完成匿名通信;在產(chǎn)生糾紛時(shí),由VANETs的管理機(jī)構(gòu)將相關(guān)車(chē)輛單元的簽名打開(kāi)即可追究責(zé)任。該協(xié)議采用了輕量級(jí)的群簽名技術(shù),具有群公鑰和簽名長(zhǎng)短都與群中成員的數(shù)目多少無(wú)關(guān)的特點(diǎn)。仿真結(jié)果證明本協(xié)議能夠降低車(chē)輛在身份認(rèn)證過(guò)程中的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)和計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)。
【圖文】：

圖 1-1 車(chē)聯(lián)網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)Figure 1-1 Basic structure of VANETs.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)VANETs中的LBS服務(wù)是一把雙刃劍，因?yàn)樗跒檐?chē)輛用戶(hù)提供協(xié)同駕駛提高道路交通安全的同時(shí)，也需要車(chē)輛成員持續(xù)不斷地暴露其狀態(tài)信息供周邊車(chē)輛參考。因此有可能引發(fā)車(chē)輛位置信息的隱私保護(hù)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此提了諸多技術(shù)方案。.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1998 年，，在VANETs位置隱私保護(hù)理論發(fā)展伊始， Samarati P 和 Sweeney L用 K -匿名技術(shù)打亂車(chē)輛的身份保護(hù)車(chē)主的位置隱私信息[4-5]。2003 年，eresford 提出了Mix-Zones的概念并將Mix-Zones 方案應(yīng)用于位置隱私保護(hù)[6-7]。

圖 1-2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)中的 Mix-Zones 模型Figure 1-2 Mix-Zones model in VANETs 年，Raya 等人首次把別名驗(yàn)證機(jī)制[9]引入到VANETs的研究中。通過(guò)第三方可信機(jī)構(gòu)TAS為注冊(cè)車(chē)輛單元分發(fā)一批匿名證書(shū)。車(chē)中以一定的周期更換別名簽發(fā)報(bào)文，接收方通過(guò)驗(yàn)證匿名證書(shū)來(lái)檢性。由于報(bào)文的簽發(fā)車(chē)輛使用了不同的證書(shū)，攻擊者則無(wú)法判斷其息是否來(lái)自同一個(gè)發(fā)送車(chē)輛，因此保護(hù)了車(chē)主的位置隱私。該方案能夠提供良好的可驗(yàn)證性、防抵賴(lài)性、有效可用性，但它要每一條消息都要進(jìn)行數(shù)字簽名和認(rèn)證，增加了VANETs中的通信開(kāi)儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。為了減少通信開(kāi)銷(xiāo)， 同年 Raya 和 Freudiger 等采取了讓ix-Zones中變更別名的策略，強(qiáng)調(diào)車(chē)輛只有在不受敵手窺探的區(qū)域有效[10]，即對(duì)Mix-Zones空間進(jìn)行加密。于是未經(jīng)授權(quán)的第三方成到Mix-Zones內(nèi)部的細(xì)節(jié)。同時(shí)該方案還提出了 CMIXes 協(xié)議用于
【學(xué)位授予單位】：湖北民族學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U495

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2648090