車載自組織網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，作為新一代智能交通系統(tǒng)技術(shù)的車路協(xié)同受到越來(lái)越多的關(guān)注。毋庸置疑，車載自組織網(wǎng)絡(luò)（Vehicular Ad Hoc Networks，VANET，簡(jiǎn)稱車載網(wǎng)）是未來(lái)車路協(xié)同技術(shù)的基礎(chǔ)。車載網(wǎng)可以為車與車之間、車與路邊設(shè)施之間創(chuàng)建一個(gè)通信平臺(tái)，為人們提供一個(gè)安全舒適的駕駛環(huán)境，它將為道路交通帶來(lái)革命性的變化。
　　然而，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信自身的脆弱性和開放性，車載網(wǎng)也容易受到攻擊，如通信消息的竊聽。因此，車載網(wǎng)

2、的部署和實(shí)施必須滿足消息機(jī)密性等安全需求。同時(shí)由于車載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快等特點(diǎn)，當(dāng)前移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的安全通信協(xié)議不能適用于車載網(wǎng)。因此，為了車載網(wǎng)的安全運(yùn)行，需要為其設(shè)計(jì)專門的安全通信方案。
　　本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究，針對(duì)車載網(wǎng)面臨的攻擊和安全性需求，提出一種輕量級(jí)可擴(kuò)展的安全通信方案。本文主要工作概括如下：
　?。?）分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究成果，在此基礎(chǔ)上提出一種輕量級(jí)可擴(kuò)展車載網(wǎng)安全通信方案。該方案將車載網(wǎng)通信分為節(jié)點(diǎn)

3、身份認(rèn)證和節(jié)點(diǎn)通信。同時(shí)根據(jù)對(duì)稱和非對(duì)稱密碼算法的特點(diǎn)，將非對(duì)稱密碼算法用于節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證，以保證節(jié)點(diǎn)的合法性，將輕量級(jí)對(duì)稱密碼算法用于節(jié)點(diǎn)通信，同時(shí)采用群中通信的方式，實(shí)現(xiàn)通信的可擴(kuò)展性，旨在保證通信安全性的同時(shí)，提高通信的效率。
　　（2）針對(duì)當(dāng)前認(rèn)證方案中需要可信中心參與以及認(rèn)證次數(shù)頻繁問(wèn)題，本文提出一種無(wú)可信中心的匿名認(rèn)證協(xié)議，通過(guò)地理區(qū)域以及隨機(jī)認(rèn)證參數(shù)實(shí)現(xiàn)車輛與路邊單元的相互認(rèn)證，無(wú)需可信中心的參與，減少了認(rèn)證的開銷。同

4、時(shí)，提出路邊單元以可否認(rèn)協(xié)商密鑰的方式構(gòu)建群，希望通過(guò)群密鑰傳遞，減少車輛認(rèn)證的步驟，以提高認(rèn)證效率。最后從可行性、安全性和認(rèn)證性能3個(gè)方面對(duì)該協(xié)議進(jìn)行分析，結(jié)果顯示該方案是可行的，能夠滿足車輛與路邊單元的認(rèn)證性等安全需求，同時(shí)具有較小的認(rèn)證時(shí)延。
　?。?）針對(duì)當(dāng)前通信方案中節(jié)點(diǎn)通信不具有可擴(kuò)展性以及不同場(chǎng)景下的通信需求，本文提出一種群密鑰協(xié)商通信協(xié)議。該協(xié)議中，通過(guò)路邊單元廣播群內(nèi)節(jié)點(diǎn)的假名及隨機(jī)密鑰參數(shù)，使群內(nèi)節(jié)點(diǎn)間可以直接