建立的系 統參數params = {Gi,G2,q,e,P,Ppub,Hi,H2};
[0039] S12、可信機構ΤΑ為每部車輛分別生成一個獨一無二的真實身份信息RID和對應的 密碼PWD;
[0040] S13、將每部車輛的真實身份信息RID、對應的密碼PWDW及系統主密鑰S，即（RID, PWD,s)預存到該車輛的防干擾設備(tamper-proof device)中。
[0041] 所述的S2中，具體包含W下步驟：
[0042] S21、當車載自組織網絡中的某部車輛有消息要廣播給路邊單元R洲和其他車輛 時，該車輛首先輸入其真實身份信息RID和對應的密碼PWD至該車輛的防干擾設備中；
[0043] S22、該車輛的防干擾設備驗證所輸入的真實身份信息RID和對應的密碼PWD是否 與預存在其中的信息相符合;如兩者驗證均相符，則繼續執行S23;如兩者中至少有一個信 息不相符，則退出；
[0044] S23、該車輛的防干擾設備將系統當前的時間TW及系統主密鑰S輸入哈希函數化， 并將所得的哈希值與真實身份信息RID進行異或操作，從而生成一個對應的虛擬身份信息 VID，即VID = RID?Hi(T| Is)。
[0045] 所述的S3中，具體包含W下步驟：
[0046] S31、該車輛的防干擾設備隨機選擇一個整數reZp^并與加法群Gi的生成元P進行 點乘操作巧；
[0047] S32、該車輛的防干擾設備將虛擬身份信息VID、點乘操作結果巧、即將廣播的消息 mW及系統當前的時間T輸入哈希函數此，并將所得的哈希值與隨機整數r相加得到結果曰， 良 P〇 = r+出(VID| I巧 I |m| |T);
[004引S33、該車輛的防干擾設備將簽名后的消息（σ，VID，rP，m，T)廣播給路邊單元R洲和 其他車輛。
[0049] 所述的S4中，具體包含W下步驟：
[0050] S41、路邊單元R洲和其他車輛對所廣播的單個消息（0，VID，rP，m，T)進行驗證，具 體為:計算沖=巧+出(VID II巧II m I I T)Ppub是否成立;如成立，則路邊單元R洲和其他車輛接 受該單個消息;如不成立，則路邊單元RSU和其他車輛拒絕接受該單個消息并退出。
[0051 ] 所述的S4中，具體包含W下步驟：
[0052] S42、路邊單元RSU和其他車輛對所廣播的多個(至少包含兩個)消息（〇i，VI化，riP, mi，Ti)，iy ^進行批量驗證W達到節省驗證時間的目的，其中η為消息個數，具體為:計算
是否成立；如成立，則路邊單元R洲和其 他車輛接受該多個消息；如不成立，則路邊單元RSU和其他車輛拒絕接受該多個消息并退 出。
[0053] 與現有技術相比，本發明提供的車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認 證方法，具有W下優點和有益效果：
[0054] 1、本發明采用系統當前的時間Τ和系統主密鑰s的哈希值作為隱藏車輛真實身份 信息RID的盲因子，然后通過和真實身份信息RID進行異或操作得到對應的虛擬身份信息， 從而將車輛的真實身份信息進行了隱藏。由于盲因子的產生和系統當前的時間T有關，因此 即使是同一車輛，每次進行消息簽名所使用的盲因子都是不同的，運樣可W防止敵人通過 同一身份信息對車輛進行追蹤，有效保護了用戶的隱私信息。
[0055] 2、本發明中車輛的真實身份信息的隱藏使用了由系統主密鑰S作為輸入的哈希值 并異或真實身份信息RID的操作結果。運樣一來，當有惡意車輛發布了虛假消息時，可信機 構TA能通過系統主密鑰S簡單的異或操作就能提取出車輛的真實身份信息RID，即RID = VID ?^(Τ Ms),從而有效實現了惡意用戶的可追蹤性，防止了惡意信息的散布，保證了通信信 息的真實性和有效性。
[0056] 3、本發明中單個消息簽名和多個消息簽名都不需要點乘和配對操作，只需要花費 很少的Zp上的加法和哈希運算;此外，單個消息驗證和多個消息的驗證，都只需要固定的兩 個點乘操作，并且不需要配對運算。換句話說，本發明的驗證方法計算量不會隨著驗證消息 的增多而增多，無論驗證消息有多少個，本發明的驗證方法都只需要固定的兩個點乘操作， 運將大大節省了驗證的時間。直接采用Tzeng等學者實驗得出的結果：1個點乘操作運行時 間為0.6ms，那么本發明的技術方案中消息簽名和驗證的運行時間為固定的0.6ms X 2 = 1.2ms，遠遠小于原方案中的0.6n ms和9.6ms。在移動速度較快的車載網絡中，本發明方案 更有效保證了消息的及時發布和驗證，大大提升了通信效率。
[0057] 盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1. 一種車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，其特征在于，包含： 51、 系統建立階段：由車載自組織網絡中的可信機構建立系統參數，產生一個系統主密 鑰，并廣播給路邊單元和所有車輛;并且可信機構為每部車輛分別生成一個真實身份和對 應密碼，并將其連同系統主密鑰預存入每部車輛中； 52、 虛擬身份生成階段:對于車載自組織網絡中要廣播消息的車輛進行真實身份和密 碼的驗證，通過后建立一個對應的虛擬身份； 53、 消息簽名階段:利用所建立的虛擬身份對該車輛要廣播的消息進行簽名，并將簽名 后的消息廣播給路邊單元和其他車輛； 54、 消息驗證階段:車載自組織網絡中的路邊單元和其他車輛對所廣播的消息采用單 個或者多個方式進行驗證，驗證通過后接受。2. 如權利要求1所述的車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，其特 征在于，所述的Sl中，具體包含W下步驟： 511、 由可信機構隨機選擇一個階為素數q的加法群Gi;隨機選擇一個階為素數q的乘法 群G2;隨機選擇加法群Gi的一個生成元P;隨機選擇一個配對映射e :Gi XGi^Gs;隨機選擇一 個屬于2。^勺非零整數3作為系統主密鑰，并計算系統公鑰口。。6 = 3口，其中，2。^表示1至口-1的 整數集合；由可信機構設置兩個哈希運算函數化：{(Ur一GiW及此：{(Ur一Zp%并由可信 機構向路邊單元和所有車輛廣播公布最終建立的系統參數params = {Gi, G2，q，e, P, Ppub，Hi, 出}; 512、 可信機構為每部車輛分別生成一個獨一無二的真實身份信息RID和對應的密碼 PWD ； 513、 將每部車輛的真實身份信息RID、對應的密碼PWDW及系統主密鑰S，即（RID，PWD, S)預存到該車輛的防干擾設備中。3. 如權利要求2所述的車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，其特 征在于，所述的S2中，具體包含W下步驟： 521、 當車載自組織網絡中的某部車輛有消息要廣播給路邊單元和其他車輛時，該車輛 首先輸入其真實身份信息RID和對應的密碼PWD至該車輛的防干擾設備中； 522、 該車輛的防干擾設備驗證所輸入的真實身份信息RID和對應的密碼PWD是否與預 存在其中的信息相符合;如兩者驗證均相符，則繼續執行S23;如兩者中至少有一個信息不 相符，則退出； 523、 該車輛的防干擾設備將系統當前的時間TW及系統主密鑰S輸入哈希函數化，并將 所得的哈希值與真實身份信息RID進行異或操作，從而生成一個對應的虛擬身份信息VID， 良PVID = RID?Hi(T| Is)。4. 如權利要求3所述的車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，其特 征在于，所述的S3中，具體包含W下步驟： 531、 該車輛的防干擾設備隨機選擇一個整數reZp^并與加法群Gi的生成元P進行點乘 操作巧； 532、 該車輛的防干擾設備將虛擬身份信息VID、點乘操作結果巧、即將廣播的消息mW 及系統當前的時間T輸入哈希函數出，并將所得的哈希值與隨機整數r相加得到結果0,即O =r+出（VIDl I巧 I |m| |T); S33、該車輛的防干擾設備將簽名后的消息（〇，￥10^?，111，1')廣播給路邊單元和其他車 輛。5. 如權利要求4所述的車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，其特 征在于，所述的S4中，具體包含W下步驟： S41、路邊單元和其他車輛對所廣播的單個消息（0 ,VID，rP，m, T)進行驗證，具體為：計 算沖=巧+出(VIDl IrPl |m||T)Ppub是否成立； 如成立，則路邊單元和其他車輛接受該單個消息； 如不成立，則路邊單元和其他車輛拒絕接受該單個消息并退出。6. 如權利要求4所述的車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，其特 征在于，所述的S4中，具體包含W下步驟： 斜2、路邊單元和其他車輛對所廣播的多個館少包含兩個)消息(〇i，VIDi，址，mi,Ti)，1 y如 進行批量驗證，其中n為消息個數，具體為:計算H'化啊OIkPII m, Ilr仍A 是否成立； 如成立，則路邊單元和其他車輛接受該多個消息； 如不成立，則路邊單元和其他車輛拒絕接受該多個消息并退出。
【專利摘要】一種車載自組織網絡中無配對運算的隱私保護批量認證方法，包含：S1、由車載自組織網絡中的可信機構建立系統參數，產生一個系統主密鑰，并廣播給路邊單元和所有車輛；可信機構為每部車輛生成一個真實身份和對應密碼，并將其連同系統主密鑰預存入每部車輛中；S2、對于要廣播消息的車輛進行真實身份和密碼驗證，通過后建立對應的虛擬身份；S3、利用所建立的虛擬身份對該車輛要廣播的消息進行簽名，并將簽名后的消息廣播給路邊單元和其他車輛；S4、路邊單元和其他車輛對所廣播的消息采用單個或者多個方式進行驗證，驗證通過后接受。本發明在消息簽名和驗證中均無需進行配對運算，可同時解決車載自組織網絡中的安全、隱私保護和認證效率的三大問題。
【IPC分類】H04L9/32, H04L9/08
【公開號】CN105656634
【申請號】
【發明人】胡小明
【申請人】上海第二工業大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月12日