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基于无证书签密的车联社会网络安全通信机制

2021-08-16张文波黄文华冯景瑜

通信学报 2021年7期

张文波,黄文华,冯景瑜

(1.西安邮电大学网络空间安全学院,陕西 西安 710121;2.西安邮电大学无线网络安全技术国家工程实验室,陕西 西安 710121)

1 引言

车联社会网络(VSN,vehicular social network)是在出行过程中具有相同兴趣爱好或者相同目的地的人员相互联系、沟通而形成的虚拟移动网络[1],是一种引入社交属性的车载自组网(VANET,vehicular ad hoc network)。VSN 部署在VANET 之上,除了能够提供道路安全预警、提升车辆驾驶体验等行车安全服务外,还可以满足社交娱乐、即时通信、合作式行驶等基于社会关系的非安全服务需求。随着自媒体行业的发展和5G 通信网络的逐步覆盖,VSN 将为用户提供更个性化、更便捷的行车和娱乐服务,以及更加精准的数据投递服务。

典型的VSN 结构如图1 所示,包含3 类实体,即可信中心(TA,trusted authority)、路边单元(RSU,roadside unit)和车辆;2 类通信模式,即车辆−基础设施通信(V2I/V2R,vehicle-to-infrastructure/RSU)和车辆−车辆通信(V2V,vehicle-to-vehicle)。VSN 中的应用在通信过程中既需要经常访问用户的实际位置、个人偏好、社会关系等隐私信息,又要频繁地进行基于社会关系的信息交流,因此,VSN 中的隐私保护和通信安全变得至关重要[2]。

图1 VSN 结构示意

针对以上2 类通信模式,学者已经提出了许多消息认证和隐私保护的解决方案。文献[3]基于身份的签名方法构造了用于V2I 安全通信的消息认证方案,使用假名代替真实身份实现了条件隐私保护,与以前的方案相比在性能上提升了近1/5。文献[4]提出了基于身份的条件隐私保护认证方案,假名及其密钥由防篡改装置(TPD,tamper-proof device)生成,由于采用椭圆曲线密码体制(ECC,elliptic curve cryptography),与文献[3]相比具有更高的计算效率。……

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