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基于代理车辆的车载网络消息认证技术

计算机工程与应用 2022年第5期58卷 131-137页

作者：王梦婷王伟张强刘沫萌西安工程大学计算机科学学院西安710048

车载自组织网络(vehicular ad hoc network,VANET)的固有特性使其存在诸多安全问题。特别地,当路边单元(RSU)的覆盖区域中出现大量车辆时,现有认证方法难以确保RSU快速对每辆车进行签名认证。因此,提出一种新的基于代理车辆的消息认证... 详细信息

车载自组织网络(vehicular ad hoc network,VANET)的固有特性使其存在诸多安全问题。特别地,当路边单元(RSU)的覆盖区域中出现大量车辆时,现有认证方法难以确保RSU快速对每辆车进行签名认证。因此,提出一种新的基于代理车辆的消息认证方法。代理车辆对其他车辆的消息进行验证,将验证结果传输给附近的RSU,RSU再验证代理车辆的输出结果,从而达到降低RSU计算开销的目的。在椭圆曲线离散对数问题下,证明了提出的方法满足消息认证的安全需求。仿真结果表明,与传统认证方法相比,采用所提出的认证方法验证3000条消息所需时间减少了76%,更高效地满足VANET的消息认证。

关键词：代理车辆消息认证隐私保护

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高斯矢量多路输入信道下的消息认证方案

计算机工程 2020年第12期46卷 120-126页

作者：韩佳良徐明上海海事大学信息工程学院上海201306

消息认证可使消息接收者检测消息是否被合法发送者之外的其他人伪造或非法修改,而传统消息认证方案通常在网络层或更高层上执行,容易遭受重放攻击、拒绝服务攻击等安全威胁。在分析基于物理层的消息认证方案基础上,构建高斯矢量多路输... 详细信息

消息认证可使消息接收者检测消息是否被合法发送者之外的其他人伪造或非法修改,而传统消息认证方案通常在网络层或更高层上执行,容易遭受重放攻击、拒绝服务攻击等安全威胁。在分析基于物理层的消息认证方案基础上,构建高斯矢量多路输入信道模型。通过最小均方误差法进行信道估计,提出消息认证方案并制定敌手的最优攻击策略,同时根据敌手攻击成功的概率确定可达的保密边界。在信道传输功率一定的情况下,通过信息论分析信道的最大安全认证速率,得到信道的保密容量区域。实验结果表明,随着接收消息数的增加,敌手攻击成功的概率均值呈指数级下降,且当所有发送者与窃听方的空间相关系数均低于0.3时,敌手攻击成功的概率均值小于1.87×10^-7,验证了该方案的安全性。

关键词：高斯矢量多路输入信道消息认证假设检验最优攻击策略保密容量

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面向车联网的数据共享与消息认证方案研究

面向车联网的数据共享与消息认证方案研究

作者：韩松西北师范大学

学位级别：硕士

随着国内机动车规模不停地扩大,交通事故、隐私泄露等各种问题也愈加严重。因此车辆管理系统不得不与云计算、大数据和密码学等新兴的信息技术相结合,所以车联网概念被提出。虽然车联网在不断地发展与完善,提供的服务越来越多样化,给人... 详细信息

随着国内机动车规模不停地扩大,交通事故、隐私泄露等各种问题也愈加严重。因此车辆管理系统不得不与云计算、大数据和密码学等新兴的信息技术相结合,所以车联网概念被提出。虽然车联网在不断地发展与完善,提供的服务越来越多样化,给人们的生活带来了极大地便利,但同时也带来了一些安全问题。比如,为了保护数据的隐私常将文件进行加密存储,而如何将加密的数据文件进行高效、安全的共享成为了目前的研究热点。直到可搜索加密和密钥聚合技术的出现,不仅可以对加密的数据进行安全高效的共享,更解决了对多文件检索时的低效问题。此外,还有一些恶意的攻击者在车联网通信中窃取隐私或篡改车辆发送的交通消息,从而引发很多安全事故。随着数字签名和基于身份的密码体制出现,使得用户可以对车辆身份与消息进行完整性和正确性认证。而基于无证书的密码体制出现更是避免了复杂的证书管理和密钥托管问题。为了更好解决车联网环境下数据共享和消息认证的安全问题,本文主要研究内容如下:（1）提出了一种车联网环境下基于联盟链辅助的数据共享方案。利用可搜索加密和密钥聚合技术,实现了对多个加密数据的批量检索,提高检索效率。此外,用户通过智能合约技术进行数据完整性和正确性验证,进一步保证了数据的安全共享。最后,通过安全性分析表明该方案满足陷门和关键字的安全性。（2）提出了一种车联网环境下基于身份的消息签名认证方案。利用数字签名、基于身份的密码体制和批量验证技术,使得车辆与车辆之间可以在高流量密度区域内安全且高效的对多条消息进行认证。此外,基于相关数学困难问题,证明了该方案的安全性。（3）提出了一种车联网环境下基于无证书的消息签密认证方案。利用聚合签密和无证书密码体制的优势,避免了复杂的证书管理和密钥托管问题,不仅提高了消息认证的效率,同时也保证了消息密文的安全性。基于离散对数困难问题和椭圆曲线相关困难问题,在随机预言机模型下证明了该方案满足适应性选择密文攻击下的不可区分性和适应性选择消息攻击下的不可伪造性。

关键词：车联网可搜索加密基于身份密码体制无证书密码体制数据共享消息认证

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基于身份聚合签名的车载自组网消息认证方案

计算机工程 2020年第2期46卷 170-174,182页

作者：杨小东裴喜祯安发英李婷王彩芬西北师范大学计算机科学与工程学院

车载自组网(VANET)能提高智能交通系统的安全性和道路通行效率,然而网络通信环境的开放性使其容易遭受攻击进而引发各种安全问题。针对VANET中的隐私泄露和签名验证效率较低等问题,结合基于身份的密码体制和聚合签名技术,设计一个面向VA... 详细信息

车载自组网(VANET)能提高智能交通系统的安全性和道路通行效率,然而网络通信环境的开放性使其容易遭受攻击进而引发各种安全问题。针对VANET中的隐私泄露和签名验证效率较低等问题,结合基于身份的密码体制和聚合签名技术,设计一个面向VANET的消息认证方案,将多个消息的认证聚合为一个短签名,车辆只需对聚合后的签名进行验证,即可快速判断所有签名的有效性。分析结果表明,在随机预言模型下,该方案的安全性规约于计算Diffie-Hellman困难问题,且能有效缩短车辆对通信消息的认证响应时间。

关键词：车载自组网聚合签名基于身份的签名消息认证可证明安全性

车载自组织网络环境下安全高效的消息认证方法分析

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信息与电脑 2022年第11期34卷 190-192页

作者：徐乐王钊李明江苏省公安厅网安总队江苏南京210000

随着我国5G移动通信技术研发逐渐步入成熟时期,车载自组织网络展现出了较强的实用性。本文简单分析车载自组织网络体系结构与基本特征,并从用户身份视角,进行安全高效的消息认证方法设计,旨在为汽车从业人员提供技术帮助,推动我国汽车... 详细信息

随着我国5G移动通信技术研发逐渐步入成熟时期,车载自组织网络展现出了较强的实用性。本文简单分析车载自组织网络体系结构与基本特征,并从用户身份视角,进行安全高效的消息认证方法设计,旨在为汽车从业人员提供技术帮助,推动我国汽车行业有序发展。

关键词：车载自组织网络环境安全高效消息认证

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两个车载自组织网络消息认证方案的研究

两个车载自组织网络消息认证方案的研究

作者：何秀如贵州师范大学

学位级别：硕士

车载自组织网络（车联网）在智能交通中发挥着重要作用,可以降低驾驶员发生事故的风险,并提供多种设施服务。近年来,车联网研究方案的热点是安全性和隐私性。然而,由于车载终端通信的开放特性,车辆广播的信息很容易受到各种第三方的攻... 详细信息

车载自组织网络（车联网）在智能交通中发挥着重要作用,可以降低驾驶员发生事故的风险,并提供多种设施服务。近年来,车联网研究方案的热点是安全性和隐私性。然而,由于车载终端通信的开放特性,车辆广播的信息很容易受到各种第三方的攻击。车载网方案的安全性和隐私性是最迫切解决的问题。目前车载网方案中仍存在诸多隐私和安全问题,针对这类问题,本文将对车载网中认证方案做研究,然后提出两个新的改进方案,主要研究工作如下:（1）本文提出了一种车联网中基于智能卡的匿名认证方案。首先,该方案通过对用户的身份信息进行加密来保护用户隐私,从而提高车联网的实用性和可靠性。其次,该方案利用Hash函数的单向性的优点实现消息的匿名认证。然后,方案通过设计检验时间戳的有效性的方式实现了节点（车辆,路边单元）间的相互认证。最后,对方案进行了安全性分析和效率对比。同时,该方案采用无证书认证方式,使用简单异或操作,很大的降低了系统的储存负担和通信开销。（2）本文提出了一种车联网中基于身份的隐私保护认证方案。首先,本文提出的新方案没有使用双线性对运算,并且所提方案具有消息批量验证的功能,进一步提高了方案性能,其次进行了安全分析,来证明本文方案车载网的安全要求。最后,本文对方案的计算和通信成本进行了对比分析,得出所提新方案比先前提出的车联网方案具有更好的性能。

关键词：车载自组织网络隐私保护消息认证安全性

车联网中基于边缘计算的消息认证与安全协同下载协议研究

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同方学位论文库

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车联网中基于边缘计算的消息认证与安全协同下载协议研究

作者：魏璐安徽大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的发展与经济水平的提高,汽车数量不断增多,一方面造成了交通拥堵严重、交通事故频发等问题,另一方面使得汽车进一步成为人们不可或缺的工具。因此,人们对汽车安全、驾驶舒适的需求越来越急迫,车联网(VANETs,vehicular ad h... 详细信息

随着汽车工业的发展与经济水平的提高,汽车数量不断增多,一方面造成了交通拥堵严重、交通事故频发等问题,另一方面使得汽车进一步成为人们不可或缺的工具。因此,人们对汽车安全、驾驶舒适的需求越来越急迫,车联网(VANETs,vehicular ad hoc networks)应运而生,成为了政府、研究机构与车辆制造企业共同关注的研究热点。由于车联网采用的是无线类型的通信协议,如果没有合理的安全方案,恶意攻击者可以修改合法车辆的消息,甚至伪装成合法车辆的身份发送伪造信息,从而危害交通安全。车联网中的消息接收方在收到一个消息后,必须要检查该消息的完整性和可靠性,只有在确保其完整、可信的情况下才能进一步处理,因此有必要为车联网设计一种高效安全的消息认证方案。仅仅依靠车辆发送的道路安全相关信息还无法充分保证交通安全,还需要包括路边单元在内的基础设施向车辆广播相关信息,这就涉及到车联网中的数据下载问题。在某些场景中,车辆不希望自己的数据下载请求被第三方获取。从统计学角度考虑,车辆数据下载请求近似符合正态分布,即大部分请求针对的是一小部分数据,那么如果能够合理地利用这一事实,下载效率将会得到提升。因此有必要设计一种高效的且考虑车辆请求隐私保护的安全协同下载方案。本文将考虑车联网中的消息认证和数据协同下载场景,结合边缘计算的思想设计出高效安全的并适应于车联网环境的方案。本文的工作和贡献主要包括以下方面:1.本文提出了一种基于边缘计算的高效消息认证方案。在本方案中,系统通过模糊逻辑算法根据车辆的位置与存储能力选择出部分车辆作为边缘计算车辆,对于周围车辆发送的消息,由选举出的边缘计算车辆进行协同认证,并将认证结果发送给RSU进行认证。RSU将审核过的认证结果以过滤器的形式广播给周边车辆,这样车辆只需要以极低的查询开销来查询消息的合法性,达到消息认证的目的。安全分析部分证明了本文提出的方案满足车联网的多种安全需求。性能分析部分表明,相对于传统的方案,本文提出的方案中整个系统的认证效率很高且RSU端负载较低,这使得本方案更适合部署在车联网场景中。2.本文提出了一种基于边缘计算的安全协同下载方案。在本方案中,车辆对内容下载的请求进行加密后分别发送给路边单元和内容服务器,内容服务器通过路边单元将下载请求对应的内容发送给车辆。与此同时,路边单元在收集到一定数量的密文请求后,解析出其中高频的访问请求,并将对应的内容缓存到边缘计算车辆中,其中边缘计算车辆是指系统根据车辆的存储能力与服务稳定性选取出的适合作为边缘缓存服务器的车辆。这样,以后如果再有针对高频率访问内容的请求,可以直接从周围的边缘计算车辆中直接下载,从而提高了资源利用效率且降低了内容传输开销。

关键词：车联网边缘计算消息认证过滤器安全协同下载

基于消息认证混合同态签名的无线网络抗污染攻击方案

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计算机工程与科学 2019年第3期41卷 458-465页

作者：杨竞范明钰王光卫电子科技大学计算机科学与工程学院四川成都611731

为提高无线网络抗污染攻击性能,提出一种基于消息认证混合同态签名的无线网络抗污染攻击方案。首先,采用有向多重图的源节点、非源节点集和链路集对无线网络编码过程进行模型构建,并考虑数据污染攻击和标签污染攻击2种类型的污染攻击建... 详细信息

为提高无线网络抗污染攻击性能,提出一种基于消息认证混合同态签名的无线网络抗污染攻击方案。首先,采用有向多重图的源节点、非源节点集和链路集对无线网络编码过程进行模型构建,并考虑数据污染攻击和标签污染攻击2种类型的污染攻击建立网络抗污染模型;其次,利用MACs和D-MACs以及Sign同态签名方案,建立混合型的同态签名方案,实现对抗污染攻击模型的消息验证过程的改进,保证了每个MAC编码数据包内容的完整性,并提升了算法的执行效率;最后,通过在基于ASNC机制的实验模拟环境下,对所提算法在被污染节点百分比、流量累积分布和计算效率3个指标中的实验对比,验证了所提算法的性能优势。

关键词：消息认证同态签名无线网络抗污染攻击网络编码

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车载自组网消息认证和隐私保护相关技术研究

车载自组网消息认证和隐私保护相关技术研究

作者：刘华浙江科技学院

学位级别：硕士

近年来,随着人工智能、无线技术、汽车和车载自组网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)的快速发展,智能交通系统和智慧城市的概念越来越流行。在此背景下,车载自组网在提供更好的驾驶服务和道路安全方面的潜力引起了社会各界的关注。... 详细信息

近年来,随着人工智能、无线技术、汽车和车载自组网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)的快速发展,智能交通系统和智慧城市的概念越来越流行。在此背景下,车载自组网在提供更好的驾驶服务和道路安全方面的潜力引起了社会各界的关注。车载自组网利用车辆和路边单元之间相互的通信不仅可以避免或减少交通事故,还能够改善驾驶员和乘车人员在行驶路程中的行驶体验。但是,开放性的无线网也带来了许多安全方面的问题,比如网络中的消息容易由于伪造攻击以及篡改攻击等攻击而失真。另外,由于VANET中的通信的规律性和信息的共享性等相关问题,这将使得车辆的行驶轨迹和车主的个人相关信息暴露。为了解决这些问题,目前已经许多国内外专家提出了各种消息认证方案。但是,VANET中的消息认证效率较低成了新一轮的问题。为了在保证VANET的安全性的同时,提升通信效率和降低消息认证开销,本文做了如下的研究:(1)对于VANET中的隐私保护和消息认证效率低下等相关问题,本文提出了一种基于PKI和基于身份认证的技术,构造了一种混合认证方案。实现了用户个人隐私保护和真实身份可追溯性等安全需求,同时降低了消息认证的开销。(2)为了进一步降低VANET中消息认证的开销,提升通信效率,本文提出了基于代理的混合认证方案,该方案引入代理车辆的概念,在车辆和路边单元之间加入代理车辆作为中介,再利用组通信的概念作为辅助,进一步提高了认证效率,降低了认证开销。

关键词：消息认证 VANET 代理车辆匿名身份隐私保护