發(fā)布時(shí)間：2017-04-20 09:04

  本文關(guān)鍵詞：基于最小可信硬件的車聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：車載ad hoc網(wǎng)絡(luò)(Vehicular Ad hoc NETwork, VANET),又稱車聯(lián)網(wǎng),是一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),也是物聯(lián)網(wǎng)這種新概念的一種具體應(yīng)用。借助于車聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞功能,車載智能系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取道路交通信息和鄰近車輛運(yùn)行參數(shù),從而為駕駛者提供豐富的智能交通服務(wù),如避免追尾事故、回避交通擁堵、尋找附近停車場(chǎng)所等。車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和推廣,有助于提高交通效率,避免交通事故,降低環(huán)境污染,以及為駕駛者提供更好的駕駛體驗(yàn)。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上說(shuō),車聯(lián)網(wǎng)可以視為一種移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad hoc NETwork, MANET),然而它又具有大量與普通移動(dòng)ad hoc不同的特征。現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),多基于網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性和效率層面,而安全相關(guān)的技術(shù)則相對(duì)滯后。直接從移動(dòng)ad hoc或者其他環(huán)境移植過(guò)來(lái)的安全協(xié)議并不能適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境要求,現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)需要使用一種全新的安全協(xié)議解決方案。因此,有必要對(duì)在這方面進(jìn)行研究。本文回顧并分析了現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題以及可信硬件的現(xiàn)狀,提出了一種最小化的可信硬件方案,以及將幾種在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用這種最小化可信硬件的安全通信協(xié)議。本文所做的工作如下：1.本文提出了一種最小化的可信硬件設(shè)計(jì)方案：可信計(jì)數(shù)器附件(Trusted Counter Add-on, TCA)。在多用戶的ad hoc網(wǎng)絡(luò)中,用戶有動(dòng)機(jī)對(duì)其他用戶進(jìn)行欺騙,以獲取更多的利益,例如獲取更多的網(wǎng)絡(luò)資源,而拒絕為其他用戶提供服務(wù)�？尚庞布夹g(shù)可以限制用戶的行為,避免用戶自己惡意篡改自己系統(tǒng)的信息。然而,當(dāng)前的可信硬件普遍需要原有系統(tǒng)在硬件層面的支持,從而影響了在現(xiàn)有系統(tǒng)中添加可信硬件的可行性。為了使可信硬件在現(xiàn)有系統(tǒng)中具備實(shí)用性,我們提出,可以設(shè)計(jì)出一種最小化的、外接式的可信硬件,在不改變?cè)邢到y(tǒng)的情況下接入系統(tǒng),為通信協(xié)議提供安全保護(hù)。為了適應(yīng)這種最小化的可信硬件的功能限制,本文注意到了通信協(xié)議中的單調(diào)遞增變量的重要性,以及圍繞協(xié)議中的單調(diào)遞增變量將可信計(jì)數(shù)器引入安全通信協(xié)議的思路。然而,現(xiàn)有的基于TPM通用架構(gòu)的可信計(jì)數(shù)器硬件的功能極為有限。同時(shí),TPM硬件需要支持大量與系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)的操作,導(dǎo)致基于TPM的可信計(jì)數(shù)器性能較低而結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜,影響批量生產(chǎn)和應(yīng)用。為了滿足通信中對(duì)于可信硬件的需求,本文提出了一種專用的外接式可信硬件方案TCA。2.基于TCA的設(shè)計(jì),本文提出和改進(jìn)了一些車聯(lián)網(wǎng)中的安全協(xié)議。在現(xiàn)有的安全協(xié)議中,解決用戶欺騙問(wèn)題的方法主要是多點(diǎn)協(xié)同檢測(cè),然而這種方法不適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)的中不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在車聯(lián)網(wǎng)中效率低下。在車載系統(tǒng)中加入TCA以后,即可以在不改變車載系統(tǒng)硬件的前提下引入一個(gè)本地的監(jiān)督者,從而防止用戶的欺騙行為。
【關(guān)鍵詞】：車聯(lián)網(wǎng)(VANET) 可信硬件 安全協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U495;TN915.04
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符號(hào)說(shuō)明12-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 選題的背景和意義13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 車聯(lián)網(wǎng)中的安全問(wèn)題研究現(xiàn)狀15
• 1.2.2 現(xiàn)有的可信硬件技術(shù)15-19
• 1.2.3 可信硬件技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀19-20
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容20
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排20-23
• 第2章 車聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題23-31
• 2.1 車聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)模型23-24
• 2.2 車聯(lián)網(wǎng)的中安全問(wèn)題的難點(diǎn)24-25
• 2.3 車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境25-26
• 2.4 車聯(lián)網(wǎng)中的安全環(huán)境假設(shè)26-27
• 2.5 在車聯(lián)網(wǎng)中使用可信硬件的新思路27-29
• 2.6 小結(jié)29-31
• 第3章 最小化的可信計(jì)數(shù)器硬件TCA的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)31-45
• 3.1 TCA的基本模型31-32
• 3.2 TCA的結(jié)構(gòu)32-36
• 3.2.1 TCA的運(yùn)算模塊33-34
• 3.2.2 TCA的存儲(chǔ)模塊34-36
• 3.3 TCA的核心API36-39
• 3.3.1 CreateCounter()和FreeCounter(i)36-37
• 3.3.2 GenerateKeyPair(i)37
• 3.3.3 GetCert(i)37-38
• 3.3.4 Attest(i,c',h)38-39
• 3.4 TCA的基本使用方法39-40
• 3.5 TCA的安全性擴(kuò)展方案：TCA+40-43
• 3.5.1 TCA+的存儲(chǔ)模塊40-41
• 3.5.2 CreateCounter(Ti)41
• 3.5.3 GetCert(i)41
• 3.5.4 TCA+的基本使用方法41-42
• 3.5.5 TCA+簽名算法的選擇42-43
• 3.6 小結(jié)43-45
• 第4章 基于TCA的車聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議設(shè)計(jì)45-55
• 4.1 安全的緊急警告信息中繼協(xié)議45-51
• 4.1.1 安全環(huán)境和需求分析45-47
• 4.1.2 基于TCA的EWM中繼協(xié)議設(shè)計(jì)47-50
• 4.1.3 基于TCA的EWM中繼協(xié)議安全性分析50-51
• 4.2 通過(guò)RSU獲取因特網(wǎng)服務(wù)時(shí)的收費(fèi)問(wèn)題51-54
• 4.2.1 對(duì)于環(huán)境、現(xiàn)有方案和需求的分析51
• 4.2.2 基于TCA的因特網(wǎng)訪問(wèn)計(jì)費(fèi)方案設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.3 基于TCA的因特網(wǎng)訪問(wèn)計(jì)費(fèi)方案安全性分析53-54
• 4.3 小結(jié)54-55
• 第5章 TCA的效率分析和協(xié)議效果仿真55-67
• 5.1 可信硬件的仿真實(shí)驗(yàn)方案55-57
• 5.2 TCA的運(yùn)算開(kāi)銷分析57-59
• 5.2.1 TCA的單次運(yùn)算時(shí)間58
• 5.2.2 TCA在協(xié)議中的使用開(kāi)銷58-59
• 5.3 TCA在EWM中繼協(xié)議中的效率仿真59-65
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)59-60
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)工具和環(huán)境60-62
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定62-63
• 5.3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析63-65
• 5.4 小結(jié)65-67
• 第6章 總結(jié)和展望67-69
• 6.1 論文工作總結(jié)67-68
• 6.2 未來(lái)工作展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-75
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果75

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  本文關(guān)鍵詞：基于最小可信硬件的車聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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