一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法,涉及車載網(wǎng)絡(luò)通信安全領(lǐng)域，特別是一種車載網(wǎng)中基于RSU的安全和隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，具體包括以下步驟：系統(tǒng)初始化；請求匿名導(dǎo)航證書；獲取導(dǎo)航路徑；請求匿名云服務(wù)證書；車輛請求云分片服務(wù)；導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)獲??；路徑擁塞通知和重新請求服務(wù)；真實(shí)身份的追蹤八個(gè)步驟。本發(fā)明匿名導(dǎo)航證書和匿名云服務(wù)證書，使得車輛的真實(shí)身份與請求服務(wù)的證書無關(guān)；并且通過匿名導(dǎo)航證書獲取行駛路徑信息，根據(jù)行駛路徑將下載服務(wù)進(jìn)行分片，使得車輛能夠在行駛過程中下載大文件，并且能夠?qū)粽唠[藏自己的身份和行駛軌跡。本發(fā)具有較高的安全性、下載效率和較低的開銷，適用于節(jié)點(diǎn)高速移動、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易變和規(guī)模龐大的VANET網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】
-種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及車載網(wǎng)絡(luò)通信安全領(lǐng)域，特別是一種車載網(wǎng)中基于RSU的安全和隱私 保護(hù)的數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前車載娛樂及導(dǎo)航系統(tǒng)的市場已比較成熟。美國市場的車載信息娛樂系統(tǒng)主要 包括遠(yuǎn)程信息娛樂系統(tǒng)和基于電子地圖的導(dǎo)航系統(tǒng)；在日本，電子地圖導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)變成 標(biāo)準(zhǔn)配置，例如，使用具有3D效果的地圖和其他信息服務(wù);在歐洲，有越來越多的導(dǎo)航儀和 藍(lán)牙無線電話生產(chǎn)廠商加入到運(yùn)個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中來，并因此給后裝市場帶來了新的活力。
[0003] 車載網(wǎng)(VANET)除在行駛安全，導(dǎo)航和智能交通方面表現(xiàn)良好，而且在娛樂、新聞、 視頻會議等在內(nèi)的其它信息服務(wù)有更好的發(fā)展前景，已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。VANET的特點(diǎn) 是自身移動速度快，連接斷斷續(xù)續(xù)，拓?fù)淇焖僮兓?，但是相比于其它無線網(wǎng)分支，其供電能 力、處理能力W及存儲能力都不受太大的限制。汽車作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在享受娛樂、新聞、文件 下載等在內(nèi)的信息服務(wù)時(shí)，下載和上傳是運(yùn)用比較頻繁的一種技術(shù)，目前較為典型的方案 算法如：VADD方案De la廠bounded算法、D&S方案、SAD V方案、SPAWN方案等，但也只專注于車 輛之間的小文件傳輸，對于大文件并不適用，也沒有設(shè)及到路邊基礎(chǔ)設(shè)施RSU的設(shè)置，W及 RSU到車輛的文件傳輸，但是隨著近些年路邊基礎(chǔ)設(shè)施（RSU接入點(diǎn)）的大規(guī)模部署， Trullols-Cruces等人對高速公路場景下的協(xié)助下載方法進(jìn)行了研究，主要是利用同向行 駛的車輛作為協(xié)助傳輸，來解決信息傳輸過程中的丟包問題，并利用相向行駛的車輛來傳 輸，W增加傳輸?shù)耐掏铝?。Fiore等人提出的協(xié)助下載方法主要考慮城市下載場景，是研究 移動節(jié)點(diǎn)相遇機(jī)會來提高其數(shù)據(jù)傳輸率，車輛的速度和行駛路線等是其主要考慮的因素。 該協(xié)助下載方法是通過分析交通流數(shù)據(jù)信息，部署合適的AP站點(diǎn)位置，再利用空閑AP預(yù)測 車輛的行駛路線與請求車輛相遇的時(shí)刻，并且Fiore等人分析了不同協(xié)助車輛選擇算法和 數(shù)據(jù)分塊方案。上述方案提供了下載方式，但并沒有設(shè)及下載時(shí)如何保護(hù)車輛的隱私。
[0004] 事實(shí)上，VANET的安全問題一直是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。Ri chard [ 11 ]總結(jié)了近年來 VA肥T的安全問題和挑戰(zhàn)。C. Zhang等人提出一個(gè)RSU輔助通信的方案，車輛可W依賴RSU驗(yàn) 證其他車輛發(fā)送的消息。A.Wasef等人考慮了一個(gè)群通信方案，并提出了群密鑰更新協(xié)議， 但是秘要更新的代價(jià)相當(dāng)?shù)陌嘿F。在2009年，T.W化im等人提出了一個(gè)新的方案SPECS(增 加隱私保護(hù)和安全的交流方案），該方案定義了一個(gè)群交流協(xié)議。通過與RSU簡單的握手協(xié) 議，車輛在不需要RSU輔助的情況下，可W在群中其他任意的車輛。但是該方案卻不能很好 的抵制偽裝攻擊。R.J.Hwang等人提出基于身份加密的自我更新假名的方案，但是該方案的 車輛撤銷計(jì)算開銷較大。上述的所有方法，都是強(qiáng)調(diào)如何在通信過程中如何保護(hù)隱私。本發(fā) 明能夠在下載數(shù)據(jù)的同時(shí)保護(hù)車輛的隱私，滿足車載網(wǎng)的安全需求。
[0005] 本發(fā)明提出了一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，該發(fā)明能夠通過RSU捜集有 用的信息，對車輛進(jìn)行導(dǎo)航服務(wù)，還能沿途進(jìn)行大文件的下載服務(wù)。基于該發(fā)明，能夠使車 輛在行駛的途中進(jìn)行大文件的下載，由于文件是預(yù)先根據(jù)行駛路徑和時(shí)間，分段發(fā)送到到 各個(gè)RSU，能夠解決因?yàn)樵谀硞€(gè)RSU下載未完成，進(jìn)入下個(gè)RSU下載，導(dǎo)致RSU重復(fù)下載備份而 造成的存儲空間浪費(fèi)，并且在下載時(shí)使用匿名服務(wù)證書和假名，能夠隱藏車輛的真實(shí)身份 和車輛的行駛軌跡，但在出現(xiàn)有爭議的消息時(shí)，卻能夠追蹤到車輛的真實(shí)身份。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，W實(shí)現(xiàn)能夠在網(wǎng)絡(luò) 受限的環(huán)境下進(jìn)行大文件的下載，并且能夠保護(hù)車輛的真實(shí)身份和行駛軌跡不被泄露，實(shí) 現(xiàn)有條件的隱私保護(hù)。
[0007] 為了解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明采用匿名導(dǎo)航服務(wù)證書獲取行駛路徑，隱藏自己 的真實(shí)身份，根據(jù)行駛路徑對數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，車輛能夠沿途下載文件，根據(jù)服務(wù)號獲取服 務(wù)，但發(fā)送消息時(shí)使用假名，從而隱藏了行駛軌跡。本發(fā)明提出的車載網(wǎng)中基于RSU的安全 和隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法具體技術(shù)方案如下步驟一，初始化系統(tǒng):權(quán)威機(jī)構(gòu)TA 選取公共參數(shù)，為路邊單元RSU，導(dǎo)航服務(wù)提供商N(yùn)SP，云服務(wù)提供商CSP和車輛進(jìn)行登記注 冊；
[000引步驟二，請求匿名導(dǎo)航證書:車輛向TA請求匿名導(dǎo)航證書，TA認(rèn)證車輛的身份，TA 為車輛發(fā)放匿名導(dǎo)航證書，所述證書包含導(dǎo)航服務(wù)號，用于后期獲取導(dǎo)航服務(wù)；
[0009] 步驟Ξ，獲取導(dǎo)航路徑:NSP驗(yàn)證請求導(dǎo)航服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航證書， 然后NSP為車輛生成導(dǎo)航路徑，所述生成導(dǎo)航路徑特征在于路徑可W根據(jù)車輛需求，計(jì)算時(shí) 間優(yōu)先的路徑或者計(jì)算路程優(yōu)先的路徑；
[0010] 步驟四，請求匿名云服務(wù)證書：車輛向TA請求匿名云服務(wù)證書，TA認(rèn)證車輛的身 份，TA為車輛發(fā)放匿名云服務(wù)證書，所述證書包含云服務(wù)號，用于后期獲取云服務(wù)；
[0011] 步驟五，車輛請求云分片服務(wù):CSP驗(yàn)證請求云服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航證 書，然后CSP根據(jù)車輛的行駛路徑，CSP對車輛請求的服務(wù)進(jìn)行分片；
[0012] 步驟六，導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)獲取：車輛在行駛過程中根據(jù)服務(wù)號，獲取所需的服 務(wù)，所述服務(wù)特征在于車輛需要與RSU進(jìn)行密鑰協(xié)商，防止竊聽攻擊；
[0013] 步驟屯，路徑擁塞通知和重新請求服務(wù):路面狀況發(fā)生變化時(shí)，RSU通知NSP路面發(fā) 生的狀況，NSP通過RSU通知車輛改變路徑，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)；
[0014] 步驟八，真實(shí)身份的追蹤：出現(xiàn)消息爭議時(shí)，權(quán)威機(jī)構(gòu)根據(jù)消息追蹤到車輛的真實(shí) 身份，并將所述車輛身份撤銷。
[0015] 所述步驟一進(jìn)一步具體為：
[0016] 過程一，TA選擇兩個(gè)循環(huán)群Gi和G2，一個(gè)化te對映射e : Gi X Gi一G2; P是群Gi的一個(gè) 生成元;TA再選擇3個(gè)安全的化sh函數(shù)出，出：{0，1 }*一Gi和馬祗巧一馬，和一個(gè)安全的加密 算法E：nck〇;
[0017] 過程二，ΤΑ選擇一個(gè)隨機(jī)參數(shù)S作為自己的主密鑰S e %，和一對傳統(tǒng)的公私鑰對 (SKta，ΡΚτΑ)，并且TA計(jì)算出系統(tǒng)的公鑰Ppub = sP，其中ΡΚτΑ= SKtaP ; TA公布系統(tǒng)參數(shù)他，G2， P,Ppub,化，出，出，PKTA,Enck〇);
[0018] 過程Ξ，在車輛注冊時(shí)，ΤΑ給車輛Vi分配一個(gè)真實(shí)的身份RIDiEGi和防篡改裝置的 激活碼PWDi;TA也給車輛Vi分配一對傳統(tǒng)公私鑰口而i，P而<)，其中？的=
[0019] 過程四，ΤΑ為每個(gè)RS化選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)乍為RS化的私鑰，并計(jì)算P而1 = SK町P 6 Gi作為RSUi的公鑰，最后ΤΑ將私鑰瑪?.;.和RSUi的證書說? =巧?,巧而,貨?.,Ρ而i)). 安全的發(fā)送給RSUi，其中Ri = (RSUi 11 Li)，以是35化的位置信息；
[0020]過程五，TA為NSP和CSP分別分發(fā)一對公私鑰（SKnsp，PKnsp)、（SKcsp，PKcsp)，其中PKnsp =SKnspP , PKcsp = SKcspP 〇
[0021 ] 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述 步驟二進(jìn)一步具體為：
[0022] 過程一，車輛Vi進(jìn)入RSUi時(shí)，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)，然后Vi通過RSUi將去= ￡>化>葉4(///11/||/?啤1的發(fā)送給了4;其中，魁￥是導(dǎo)航服務(wù)的標(biāo)志^/是用來防止攻擊者收集信 息，從而得到車輛經(jīng)過的RSU;
[0023] 過程二，TA解密消息X，檢查RIDi是否在撤銷列表中。如果不在撤銷列表中，TA為車 輛發(fā)放匿名導(dǎo)航證書;TA為車輛Vi計(jì)算匿名導(dǎo)航證書C?=供化了,w讓勵(lì)幻物炒刪711奶服藤'化 其中，T代表一個(gè)時(shí)間段，證書只有在該時(shí)間段中才有效，Nuhinav是導(dǎo)航服務(wù)號，車輛只有根 據(jù)導(dǎo)航服務(wù)號才能從RSU處獲得導(dǎo)航;然后，TA通過RS化發(fā)送￡"cp壞i (Cw)給車輛Vi.
[0024] 根據(jù)上述步驟，能知該導(dǎo)航證書中不包含車輛Vi的任何信息，所W證書是匿名的。 [00巧]所述步驟Ξ進(jìn)一步具體為：
[0026] 過程一，當(dāng)啟動車輛時(shí)，駕駛員需要輸入RIDi和PWDi激活防篡改裝置，如果身份沒 有被撤銷，并且激活碼是正確的，那么防篡改裝置激活成功，否則防篡改裝置將停止進(jìn)一步 的操作；
[0027] 過程二，防篡改裝置為車輛Vi生成假名和簽名私鑰；假名1〇1包含兩個(gè)部分 yw,/婚，其中峭=濁，姆=擬垃汾斯(rPpuB)，r是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，簽名私鑰過如=嫂1(姆II./頓；
[0028] 過程Ξ，車輛Vi生成導(dǎo)航路徑請求消息：首先，車輛Vi生成起點(diǎn)和終點(diǎn)消息Mnav = (Start ,Dest)，其中Start是出發(fā)地，Dest是目的地;然后Vi對該消息進(jìn)行簽名，計(jì)算hi =此 (Mnav)和T = H3(Ppub)，那么生成簽名4:=巧+ M/妒接著，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)ae蜀，計(jì)算 冷WSP = α戶和iksp = aPKNSP。最后，車輛Vi通過RSUi發(fā)送導(dǎo)航路徑請求消息r =《斯V邱正ncANSP (MNAv，IDi，Si，CN)>給 NSP;
[0029] 假設(shè)RSU每隔一段時(shí)間向NSP報(bào)告路面狀況，包括路面的擁塞程度、車輛行駛速度 和車輛密度；
[0030] 過程四，當(dāng)NSP接收到請求消息Y時(shí)，NSP計(jì)算棘W 腳咖然后NSP根據(jù)Φ W解 密消息Y，分別得到Mnav，，Si和Cn ;首先，NSP驗(yàn)證Cn的有效性，如果有效，再驗(yàn)證簽名的正 確性：
[00川證明正確性:計(jì)算hi =也(M講），Τ =也(Ppub)和免=Wi(/0i||/咕；
[0032]
[003引當(dāng)消息比較多時(shí)，我們也可W執(zhí)行批量認(rèn)證：計(jì)算5 = S?=i4，瓜r =S?=1戰(zhàn){成= 化(Mww)，T=也(Ppub)和化=/-/ι(/0Π |/的)：
[0034] e化巧=e腳1，巧e皮;/1說而加)；
[0035] 過程五，如果簽名是有效的，NSP為車輛Vi生成導(dǎo)航路徑;根據(jù)Mnav可知出發(fā)地和目 的地，NSP能得到從出發(fā)地到目的地的各種路徑;對每一段公路進(jìn)行賦值，每一段路的權(quán)值 Wi = a*l + (l-a)*t，其中1是公路的長度，假設(shè)設(shè)置單位為千米;t是經(jīng)過運(yùn)段公路需要的時(shí) 間，是根據(jù)公路長度1和公路上車輛行駛速度得出，假設(shè)設(shè)置單位是分鐘；α是路程所占比 重，如果α越小說明權(quán)值中時(shí)間所占比例越大；
[0036] 接下來，NSP給α設(shè)置幾個(gè)不同的值，根據(jù)Di Astra算法，得到相應(yīng)的路徑；當(dāng)α設(shè)置 為0時(shí)，所得路徑就是耗時(shí)最短的，當(dāng)α為1時(shí)，所得路徑就是路程最短的；
[0037] 最后，NSP將運(yùn)幾條路徑簽名加上隨機(jī)數(shù)Nnsp并通過Vnsp加密返還給車輛Vi，路徑 信息中包括< ，ti) (1 y如），Is，ts>，Li是需要經(jīng)過R洲的位置，ti是經(jīng)過該RSU需要的時(shí) 間，η是需要經(jīng)過RSU的數(shù)量，ls是總的行駛路程，ts是總的行駛時(shí)間；
[0038] 過程六，車輛Vi接受到導(dǎo)航路徑消息后，Vi用4nsp進(jìn)行解密，Vi得到相應(yīng)的幾條導(dǎo)航 路徑，Vi選擇其中一條作為自己的行駛路徑后加上隨機(jī)數(shù)Nnsp，并通過Φν5ρ加密返回給NSP;
[0039] 過程屯，NSP接收到消息后解密，獲得車輛Vi選擇的行駛路徑后;NSP通過安全的網(wǎng) 絡(luò)發(fā)送給途徑的每個(gè)RSU-個(gè)導(dǎo)航信息，導(dǎo)航信息包括<3〇1116，RSUnext，NumNAv>，其中Route 是經(jīng)過每個(gè)RSU道路信息，RSUne^a是到達(dá)的下一個(gè)RSU信息。
[0040] 所述步驟四進(jìn)一步具體為：
[0041 ]與請求匿名導(dǎo)航證書相似，執(zhí)行W下協(xié)議步驟：
[0042] 過程一，車輛Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)r"通過RSUi將X'=扣(>葉/,([押叫|/?啤||/)發(fā)送給 TA;CST0是云服務(wù)的標(biāo)志;r"是用來防止攻擊者收集信息，從而得到車輛經(jīng)過的RSU;
[0043] 過程二，TA為該服務(wù)選取一個(gè)云服務(wù)號NumcsT日，并為車輛Vi計(jì)算匿名云服務(wù)證書 Caro = (αΤ?,Γ,Ν?Μ?α郵，況G站口IWIWwTOcs?：))，然后，TA通過RSlJi發(fā)送故印卸，.府巧0)給 車輛Vi。
[0044] 所述步驟五進(jìn)一步具體為：
[0045] 當(dāng)車輛行駛在道路上時(shí)，車輛臨時(shí)需要下載大數(shù)據(jù)，我們執(zhí)行如下步驟，進(jìn)行數(shù)據(jù) 下載：
[0046] 過程一，防篡改裝置為車輛Vi生成假名和簽名私鑰；假名1〇1包含兩個(gè)部分 "地/頓，其中巧?二nP，姆=及/0【'史Hi(rPp，比)，r是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，簽名私鑰馬。,' =sfW巧||/頓：
[0047] 過程二，車輛生成云服務(wù)請求:首先，車輛Vi生成請求數(shù)據(jù)消息Mgsp，然后Vi對該消 息進(jìn)行簽名，計(jì)算hi =也(Mcsp)和Τ =也(Ppub)，那么生成簽名成= + 接著，Vi選擇一 個(gè)隨機(jī)數(shù)6 e句，計(jì)算私處=W和iksp = bPKcsp;最后，車輛Vi通過RS化發(fā)送導(dǎo)航路徑請求消息 ^=<化57?,肝呵",.(斯訊地一\,^?巧,〇；5"7'〇)>給〔5口；斯& =(:扣:>姑(.1含乏含打)>價(jià)0的>51：〇口是指車 輛在途中可能停留的信息；
[004引過程S，當(dāng)NSP接收到請求消息別寸，CSP計(jì)算侶巧=^哈游斬泌，然后CSP根據(jù)V NSP解 密消息Z，分別得到Mgsp，，Si，Μ哼Cgsto ;首先，CSP驗(yàn)證Cgst日的有效性，如果有效，再驗(yàn)證簽 名的正確性；
[0049]過程四，如果簽名是有效的，CSP為車輛Vi進(jìn)行分片服務(wù);首先，CSP查看車輛Vi的當(dāng) 前位置，由轉(zhuǎn)發(fā)消息的RSU可知，然后，根據(jù)峰i可知車輛經(jīng)過哪些RSUW及在RSU內(nèi)行駛的時(shí) 間和停留時(shí)間，因此，CSP將Vi請求的數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，保證在正常情況下每個(gè)分片在每個(gè)RSU 內(nèi)能夠發(fā)送給Vi; CSP將每個(gè)分片進(jìn)行加密，然后將加密數(shù)據(jù)和云服務(wù)號通過安全的網(wǎng)絡(luò)傳 遞給每個(gè)RSU;
[0050]過程五，CSP同時(shí)也將加密分片的密鑰k發(fā)送給車輛Vi。
[0051 ] 所述步驟六進(jìn)一步具體為：
[0052]獲得導(dǎo)航路徑和云分片服務(wù)后，車輛在RSU處獲取導(dǎo)航和下載服務(wù)：
[0化3] 過程一，RSUi每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次證書說·!=訴，P/(R;，S/ 6'.;化4辦../%'從廣播，例如 5s-次；
[0054]過程二，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)C 6瑪，計(jì)算φ巧=CF和相=誅/相啤輛Vi向RS化發(fā)送導(dǎo) 航請求消息< >'rNAv是個(gè)隨機(jī)數(shù)；同樣Vi也可W向RSUi發(fā)送下載請 求消息 < 樂,?!，坑1C咕R'i姆歴知了。.IIrcsTo) >;
[005引過程立，R洲浪收到請求消息，計(jì)算似,=&%做進(jìn)行解密，獲取請求內(nèi)容；然后， RS化根據(jù)導(dǎo)航服務(wù)號，將到達(dá)下一個(gè)RSU的前進(jìn)路線發(fā)送給Vi，內(nèi)容用嗔進(jìn)行加密；同樣，根 據(jù)云服務(wù)號，將下載數(shù)據(jù)發(fā)送給Vi并附帶上隨機(jī)數(shù)rcsTo;
[0056] 其他車輛獲得消息后不能解密該消息，所W運(yùn)些消息對于其他車輛是沒有任何作 用的，根據(jù)附帶的隨機(jī)數(shù)，車輛可W獲知該消息是否是自己的請求消息。
[0057] 所述步驟屯進(jìn)一步具體為：
[0058] 當(dāng)路面發(fā)生重大的變化時(shí)，即路面突然堵塞或發(fā)生交通事故，需要通知車輛，對行 駛路徑做出改動；
[0化9] 過程一，發(fā)生狀況的RSU通知NSP，NSP通知路徑中含有該RSU的其他所有RSU，然后 NSP發(fā)送路徑導(dǎo)航服務(wù)號給RSU;
[0060] 過程二，RSU檢測到使用該導(dǎo)航服務(wù)號進(jìn)行導(dǎo)航的車輛，并通知該車輛路面發(fā)生的 狀況；
[0061] 過程Ξ，車輛驗(yàn)證該消息是否來自于RSU，如果來自RSU，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)， 尋找新的路徑；
[0062] 過程四，車輛通過RSU通知云服務(wù)提供商，云服務(wù)提供商根據(jù)云服務(wù)號查找出服務(wù) 的RSU，等待一定時(shí)間后通知RSU，可W刪除該存儲，回收存儲空間，車輛需要根據(jù)新的導(dǎo)航 路徑重新申請?jiān)品?wù)。
[0063] 所述步驟八進(jìn)一步具體為：
[0064] 過程一，根據(jù)車輛的假名/化=(7化./曲和系統(tǒng)主密鑰s，TA可W計(jì)算出車輛的真實(shí) 身份/?/& =聽(5/地必/的；從此，車輛不能獲取任何服務(wù)；正確性證明如下：/?/〇,= /D 泌卻(巧"!,，）= 咕 @/￡)重。
【附圖說明】
[0065] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的車載網(wǎng)中基于RSU的安全和隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)分片下載 服務(wù)方法的流程圖。
[0066] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的請求匿名導(dǎo)航證書的流程圖。
[0067] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的獲取導(dǎo)航路徑的流程圖。
[0068] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的獲取導(dǎo)航和云服務(wù)的流程圖。
[0069] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的路徑擁塞通知和重新請求服務(wù)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0070] 如圖1所示，本發(fā)明的通信方法共有8個(gè)步驟，分別為：
[0071] 1)初始化系統(tǒng):TA選取公共參數(shù)，為RSU，NSP，CSP和車輛進(jìn)行登記注冊；
[0072] 2)請求匿名導(dǎo)航證書:車輛向TA請求匿名導(dǎo)航證書，TA認(rèn)證車輛的身份，TA為車輛 發(fā)放匿名導(dǎo)航證書；
[0073] 3)獲取導(dǎo)航路徑:NSP驗(yàn)證請求導(dǎo)航服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航證書，然后 NSP為車輛生成導(dǎo)航路徑；
[0074] 4)請求匿名云服務(wù)證書:車輛向TA請求匿名云服務(wù)證書，TA認(rèn)證車輛的身份，TA為 車輛發(fā)放匿名云服務(wù)證書；
[0075] 5)車輛請求云分片服務(wù):CSP驗(yàn)證請求云服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航證書，然 后CSP根據(jù)車輛的行駛路徑，CSP對車輛請求的服務(wù)進(jìn)行分片；
[0076] 6)導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)獲取:車輛在行駛過程中根據(jù)服務(wù)號，獲取所需的服務(wù)；
[0077] 7)路徑擁塞通知和重新請求服務(wù):路面狀況發(fā)生變化時(shí)，RSU通知NSP路面發(fā)生的 狀況，NSP通過RSU通知車輛改變路徑，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)；
[0078] 8)真實(shí)身份的追蹤：出現(xiàn)消息爭議時(shí)，權(quán)威機(jī)構(gòu)根據(jù)消息追蹤到車輛的真實(shí)身份， 并將所述車輛身份撤銷。
[0079] 下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0080] 1)初始化系統(tǒng):TA選取公共參數(shù)，為RSU，NSP，CSP和車輛進(jìn)行登記注冊；
[0081 ] 步驟1.1，TA選擇兩個(gè)循環(huán)群Gi和G2,一個(gè)化te對映射e :Gi XGi一G2。？是群Gi的一個(gè) 生成元。ΤΑ再選擇3個(gè)安全的化sh函數(shù)化，出：{0，1 }*一Gi和村2:化1}' 一 Z;,，和一個(gè)安全的加密 算法 E：nck〇。
[0082] 步驟1.2，TA選擇一個(gè)隨機(jī)參數(shù)S作為自己的主密鑰se句，和一對傳統(tǒng)的公私鑰對 (SKta，ΡΚτΑ)，并且TA計(jì)算出系統(tǒng)的公鑰Ppub = sP，其中ΡΚτΑ= SKtaP。TA公布系統(tǒng)參數(shù)他，G2， P, Ppub,化，出，出，ΡΚτΑ, Enck())。
[0083] 步驟1.3,在車輛注冊時(shí)，ΤΑ給車輛Vi分配一個(gè)真實(shí)的身份RIDiEGi和防篡改裝置 的激活碼PWDi。TA也給車輛Vi分配一對傳統(tǒng)公私鑰閑，其中PKvi = S嫁/。
[0084] 步驟1 . 4，T A為每個(gè)R SU i選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)e %作為R S U i的私鑰，并計(jì)算 P咕e&作為R S U 1的公鑰，最后T A將私鑰和R S U 1的證書RC;= (/?,，口吟<1,挪化。斬口|和;扣安全的發(fā)送給1?51]1，其中把=做1]1化1)心是1?51]1的位置信息。
[0085] 步驟 1.5，TA為NSP和CSP分別分發(fā)一對公私鑰（SKnsp，PKnsp)、（ SKcsp，PKcsp)，其中 PKnsp = SKnspP，PKcsp = SKcspP。
[0086] 2)請求匿名導(dǎo)航證書:如圖2所示，車輛向TA請求匿名導(dǎo)航證書，TA認(rèn)
[0087] 證車輛的身份，TA為車輛發(fā)放匿名導(dǎo)航證書；
[008引步驟2.1，車輛Vi進(jìn)入RSUi時(shí)，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)，然后Vi通過RSUi將X = 及扣C邱T4.腳酬階巧||巧發(fā)送給ΤΑ。
[0089]步驟2.2，ΤΑ解密消息X，檢查RIDi是否在撤銷列表中。如果不在撤銷列表中，至步 驟2.3,否則至步驟2.4。
[0090] 步驟2.3，ΤA為車輛發(fā)放匿名導(dǎo)航證書，Τ A為車輛Vi計(jì)算匿名導(dǎo)航證書輪= (扣4F, Γ, 肌WW神e幻如(MFllrllWwnww)) < TA通過RSlJi發(fā)送勵(lì)Cp卸i (:攝)給車輛Vi。
[0091] 步驟2.4,車輛身份已經(jīng)被撤銷，請求匿名導(dǎo)航證書失敗。
[0092] 根據(jù)上述步驟，可知該導(dǎo)航證書中不包含車輛Vi的任何信息，所W說證書是匿名 的。
[0093] 3)獲取導(dǎo)航路徑：如圖3所示，NSP驗(yàn)證請求導(dǎo)航服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航 證書，然后NSP為車輛生成導(dǎo)航路徑；
[0094] 步驟3.1，當(dāng)啟動車輛時(shí)，駕駛員輸入RI化和PWDi激活防篡改裝置，如果身份沒有被 撤銷，并且激活碼是正確的，那么防篡改裝置激活成功，至步驟3.2，否則防篡改裝置將停止 進(jìn)一步的操作，至步驟3.10。
[0095] 步驟3.2,防篡改裝置為車輛Vi生成假名和簽名私鑰。假名1〇1包含兩個(gè)部分 (Wi，/鳴)，其中/〇( = rP, /成=/?啤出)，r是一個(gè)隨機(jī)數(shù)。簽名私鑰馬扣三州1(/圳|/喊。
[0096] 步驟3.3，車輛Vi生成導(dǎo)航路徑請求消息:首先，車輛Vi生成起點(diǎn)和終點(diǎn)消息Mnav = (Start ,Dest)，其中Start是出發(fā)地，Dest是目的地。然后Vi對該消息進(jìn)行簽名，計(jì)算hi =此 (Mnav)和Τ =也(Ppub)，那么生成簽名= rT + Μ泌。
[0097] 步驟3.4，￥1選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)〇￡巧，計(jì)算徊5? = ?'和11^。=曰?虹5。。車輛￥1通過尺5化 發(fā)送導(dǎo)航路徑請求消息y =< (Afw4v.,./〇!, 4, Cw). >給NSP。
[009引步驟3.5，當(dāng)NSP接收到請求消息Υ時(shí)，NSP計(jì)算似=碼wpWwspt然后NSP根據(jù)VNSP 解密消息Y，分別得到Mnav，I0i，Si和Cn。首先，NSP驗(yàn)證Cn的有效性，如果有效，至步驟3.6，否 則至步驟3.11。
[0099] 步驟3.6，驗(yàn)證簽名的正確性:計(jì)算山=此(1魁￥)，了 =出化。〇和& = 41(/圳|/的):當(dāng) 消息比較多時(shí)，我們也可W執(zhí)行批量認(rèn)證:計(jì)算6 = Σ;'=1 /化1 = S;'=iWiiA.=時(shí)2(的WW):，T =也 (Ppub)和往=^!以圳|/-咕：
[0100]
口）
[0101] 如果式（1)成立，至步驟3.7，否則至步驟3.11。
[0102] 步驟3.7,簽名有效，NSP為車輛Vi生成導(dǎo)航路徑。根據(jù)Mnav可知出發(fā)地和目的地， NSP可W得到從出發(fā)地到目的地的各種路徑。我們對每一段公路進(jìn)行賦值，每一段路的權(quán)值 Wi = a*l + (l-a)*t，其中1是公路的長度，假設(shè)設(shè)置單位為千米，t是經(jīng)過運(yùn)段公路需要的時(shí) 間(根據(jù)公路長度1和公路上車輛行駛速度得出），假設(shè)設(shè)置單位是分鐘。α是路程所占比重， 如果α越小說明權(quán)值中時(shí)間所占比例越大。接下來，NSP給α設(shè)置幾個(gè)不同的值，根據(jù) DUkstra算法，得到相應(yīng)的路徑。當(dāng)α設(shè)置為加寸，所得路徑就是耗時(shí)最短的，當(dāng)α為1時(shí)，所得 路徑就是路程最短的。最后，NSP將運(yùn)幾條路徑簽名加上隨機(jī)數(shù)Nnsp并通過V NSP加密返還給 車輛Vi。
[010引步驟3.8,車輛Vi接受到導(dǎo)航路徑消息后，Vi用％sp進(jìn)行解密，Vi得到相應(yīng)的幾條導(dǎo) 航路徑，Vi選擇其中一條作為自己的行駛路徑后加上隨機(jī)數(shù)Nnsp，并通過iksp加密返回給 NSP。
[0104]步驟3.9，NSP接收到消息后解密，獲得車輛Vi選擇的行駛路徑后。NSP通過安全的 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給途徑的每個(gè)R洲一個(gè)導(dǎo)航信息，導(dǎo)航信息包括<3〇11*日，1?51]。6別，加1祖巾〉，其中 Route是經(jīng)過每個(gè)RSU道路信息，RSUne^a是到達(dá)的下一個(gè)RSU信息。
[0105] 步驟3.10,車輛被撤銷或者RI化和PWDi輸入有誤，重新輸入。
[0106] 步驟3.11，認(rèn)證失敗，協(xié)議終止。
[0107] 至此，車輛獲取到導(dǎo)航路徑，車輛可W根據(jù)導(dǎo)航服務(wù)號，獲取服務(wù)。
[010引4)請求匿名云服務(wù)證書:車輛向TA請求匿名云服務(wù)證書，TA認(rèn)證車輛的身份，TA為 車輛發(fā)放匿名云服務(wù)證書；
[0109] 步驟4.1，車輛Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)r"通過RSUi將X' = 了"||/?啤||〇發(fā)送給 TAo
[0110] 步驟4.2，ΤΑ解密消息r，檢查RI化是否在撤銷列表中。如果不在撤銷列表中，至步 驟4.3,否則至步驟4.4。
[0111] 步驟4.3，TA為該服務(wù)選取一個(gè)云服務(wù)號NumGSTG，并為車輛Vi計(jì)算匿名云服務(wù)證書 Qs? = (arOJ.iVumcsTO.S/G;柏(口TOlirllWwncs?：))。，然后，TA通過RSUi發(fā)送抗嘩種i(Caro)' 給車輛Vi。
[0112] 步驟4.4，車輛身份已經(jīng)被撤銷，請求匿名云服務(wù)證書失敗。
[0113] 根據(jù)上述步驟，可知該云服務(wù)證書中不包含車輛Vi的任何信息，所W說證書是匿 名的。
[0114] 5)車輛請求云分片服務(wù)：如圖4所示，CSP驗(yàn)證請求云服務(wù)車輛的消息簽名和匿名 導(dǎo)航證書，然后CSP根據(jù)車輛的行駛路徑，CSP對車輛請求的服務(wù)進(jìn)行分片；
[0115] 步驟5.1，防篡改裝置為車輛Vi生成假名和簽名私鑰。假名1〇1包含兩個(gè)部分 以化/峨，巧中扭? =化化！=及斯φΗι0-Ρρ，ι,，)，Γ是一個(gè)隨機(jī)數(shù)。簽名私鑰d如=sHiC?巧||/咕。
[0116] 步驟5.2,車輛生成云服務(wù)請求:首先，車輛Vi生成請求數(shù)據(jù)消息Mgsp，然后Vi對該消 息進(jìn)行簽名，計(jì)算hi =也(Mcsp)和T =也(Ppub)，那么生成簽名爲(wèi)=rr +的毎扭。
[0117] 步驟5.3，￥選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)&€巧，計(jì)算從卻=6巧郵[評=6?輪。。最后，車輛￥述過 R S U i發(fā)送導(dǎo)航路徑請求消息Z =<機(jī)邪，Enc恥化t,也My:., Ccsro) >給C S P。其中 =化?,,.?.?)(1 < ?.《蝴.況0的.,51:0口是指車輛在途中可能停留的{目息。
[0118] 步驟5.4，當(dāng)NSP接收到請求消息Ζ時(shí)，CSP計(jì)算佑fp = SKc處價(jià)SP，然后CSP根據(jù)V NSP 解密消息Z，分別得到Mgsp，I〇i，δι，Μ巧，Cgst日。首先，CSP驗(yàn)證Cgst日的有效性，如果有效，至步驟 5.5,否則至步驟5.8。
[0119] 步驟5.5，驗(yàn)證簽名的正確性。計(jì)算hi =此(Mcsp)，T =曲(Ppub)和A =聽(/的II曲;當(dāng) 消息比較多時(shí)，我們也可W執(zhí)行批量認(rèn)證:計(jì)算6 = ΣΓ=ιΑ:，/:巧=Σ'/=ι/的Λ =H2(Mcsp)，t=也 (Ppub)和錢= 咕：
[0120]
閩
[0121] 如果式(2)成立，至步驟5.6，否則至步驟5.8。
[0122] 步驟5.6，簽名有效，CSP為車輛Vi進(jìn)行分片服務(wù)。首先，CSP查看車輛Vi的當(dāng)前位置， 由轉(zhuǎn)發(fā)消息的R洲可知，然后，根據(jù)Μν:·可知車輛經(jīng)過哪些R洲W及在R洲內(nèi)行駛的時(shí)間和停 留時(shí)間，因此，CSP將Vi請求的數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，保證在正常情況下每個(gè)分片在每個(gè)R洲內(nèi)能夠 發(fā)送給VidCSP將每個(gè)分片進(jìn)行加密，然后將加密數(shù)據(jù)和云服務(wù)號通過安全的網(wǎng)絡(luò)傳遞給每 個(gè) RSU。
[0123] 步驟5.7，CSP同時(shí)也將加密分片的密鑰k發(fā)送給車輛Vi。
[0124] 步驟5.8,認(rèn)證失敗，協(xié)議終止。
[012引至此，車輛獲取到云分片服務(wù)，車輛可W根據(jù)云服務(wù)號，獲取服務(wù)。
[0126] 6)導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)獲取:車輛在行駛過程中根據(jù)服務(wù)號，獲取所需的服務(wù)；
[0127] 步驟6.1，RSUi每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次證書RC:=訴.PK,;,.tS'/G.s,柏，奶,PAV))廣播，例 如5s-次。
[012引步驟6.2，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)ce巧:，計(jì)算斬=cP和典巧 = cP/?。車輛Vi向RSUi發(fā)送導(dǎo) 航請求消息< <^'，￡'"c*R,.(Wumwwllrjvw) >，r N A V是個(gè)隨機(jī)數(shù)和下載請求消息< '巧及i, ￡'打C嗔巧(W吐TOcsTo ||r仿ro) >。
[0129] 步驟6.3，RSUi接收到請求消息，計(jì)算俯i=S而斬，進(jìn)行解密，獲取請求內(nèi)容。然后， RS化根據(jù)導(dǎo)航服務(wù)號，將到達(dá)下一個(gè)RSU的前進(jìn)路線發(fā)送給Vi，內(nèi)容用觀進(jìn)行加密；同樣，根 據(jù)云服務(wù)號，將下載數(shù)據(jù)發(fā)送給Vi并附帶上隨機(jī)數(shù)rcsTo。
[0130] 其他車輛獲得消息后不能解密該消息，所W運(yùn)些消息對于其他車輛是沒有任何作 用的，根據(jù)附帶的隨機(jī)數(shù)，車輛可W獲知該消息是否是自己的請求消息。
[0131] 7)路徑擁塞通知和重新請求服務(wù)：如圖5所示，路面狀況發(fā)生變化時(shí)，RSU通知NSP 路面發(fā)生的狀況，NSP通過RSU通知車輛改變路徑，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)；
[0132] 步驟7.1，發(fā)生狀況的RSU通知NSP，NSP通知路徑中含有該RSU的其他所有RSU，然后 NSP發(fā)送路徑導(dǎo)航服務(wù)號給RSU。
[0133] 步驟7.2，RSU檢測到使用該導(dǎo)航服務(wù)號進(jìn)行導(dǎo)航的車輛，并通知該車輛路面發(fā)生 的狀況。
[0134] 步驟7.3，車輛驗(yàn)證該消息是否來自于RSU，如果來自RSU，至步驟7.4，否則至步驟 7.6.
[0135] 步驟7.4，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)，尋找新的路徑。
[0136] 步驟7.5，車輛通過R洲通知云服務(wù)提供商，云服務(wù)提供商根據(jù)云服務(wù)號查找出服 務(wù)的RSU，等待一定時(shí)間后通知RSU，可W刪除該存儲，回收存儲空間。車輛需要根據(jù)新的導(dǎo) 航路徑重新申請?jiān)品?wù)。
[0137] 步驟7.6，車輛繼續(xù)按原路徑行駛。
[0138] 8)真實(shí)身份的追蹤：出現(xiàn)消息爭議時(shí)，權(quán)威機(jī)構(gòu)根據(jù)消息追蹤到車輛的真實(shí)身份， 并將所述車輛身份撤銷。
[0139] 步驟8.1，根據(jù)車輛的假么/〇< = (/巧，班0和系統(tǒng)主密鑰3，了4可^計(jì)算出車輛的真 實(shí)身份城玲=馬樹麵)願姆。從此，車輛不能獲取任何服務(wù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于包含以下步驟： 步驟一，初始化系統(tǒng):權(quán)威機(jī)構(gòu)TA選取公共參數(shù)，為路邊單元RSU，導(dǎo)航服務(wù)提供商N(yùn)SP， 云服務(wù)提供商CSP和車輛進(jìn)行登記注冊； 步驟二，請求匿名導(dǎo)航證書:車輛向TA請求匿名導(dǎo)航證書，TA認(rèn)證車輛的身份，TA為車 輛發(fā)放匿名導(dǎo)航證書，所述證書包含導(dǎo)航服務(wù)號，用于后期獲取導(dǎo)航服務(wù)； 步驟三，獲取導(dǎo)航路徑:NSP驗(yàn)證請求導(dǎo)航服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航證書，然后 NSP為車輛生成導(dǎo)航路徑，所述生成導(dǎo)航路徑特征在于路徑可以根據(jù)車輛需求，計(jì)算時(shí)間優(yōu) 先的路徑或者計(jì)算路程優(yōu)先的路徑； 步驟四，請求匿名云服務(wù)證書：車輛向TA請求匿名云服務(wù)證書，TA認(rèn)證車輛的身份，TA 為車輛發(fā)放匿名云服務(wù)證書，所述證書包含云服務(wù)號，用于后期獲取云服務(wù)； 步驟五，車輛請求云分片服務(wù):CSP驗(yàn)證請求云服務(wù)車輛的消息簽名和匿名導(dǎo)航證書， 然后CSP根據(jù)車輛的行駛路徑，CSP對車輛請求的服務(wù)進(jìn)行分片； 步驟六，導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)獲取:車輛在行駛過程中根據(jù)服務(wù)號，獲取所需的服務(wù)，所 述服務(wù)特征在于車輛需要與RSU進(jìn)行密鑰協(xié)商，防止竊聽攻擊； 步驟七，路徑擁塞通知和重新請求服務(wù):路面狀況發(fā)生變化時(shí)，RSU通知NSP路面發(fā)生的 狀況，NSP通過RSU通知車輛改變路徑，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)和云服務(wù)； 步驟八，真實(shí)身份的追蹤：出現(xiàn)消息爭議時(shí)，權(quán)威機(jī)構(gòu)根據(jù)消息追蹤到車輛的真實(shí)身 份，并將所述車輛身份撤銷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 一進(jìn)一步具體為： 過程一，TA選擇兩個(gè)循環(huán)群Gi和G2，一個(gè)Tate對映射e : Gi X Gi-G2 ; P是群Gi的一個(gè)生成 元;TA再選擇3個(gè)安全的Hash函數(shù)ft，H3: {0，1 {Ο,ΙΓ - g，和一個(gè)安全的加密算 法Enck()； 過程二，ΤΑ選擇一個(gè)隨機(jī)參數(shù)s作為自己的主密鑰s 6%.，和一對傳統(tǒng)的公私鑰對(SKta, PKta)，并且ΤΑ計(jì)算出系統(tǒng)的公鑰Ppub = sP，其中PKta = SKtaP ; ΤΑ公布系統(tǒng)參數(shù)(Gi，G2，P，Ppub， Hi,H2,H3,PKTA,Enck())； 過程三，在車輛注冊時(shí)，TA給車輛I分配一個(gè)真實(shí)的身份RIDiEGi和防篡改裝置的激活 碼PWDi; TA也給車輛Vi分配一對傳統(tǒng)公私鑰(力^，P%)，其中Mv[ = 過程四，ΤΑ為每個(gè)RSUi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)e芩作為RSUi的私鑰，并計(jì)算 0? = 5知'e G:1作為R s U i的公鑰，最后T A將私鑰5?和R S U i的證書= (馬，S/M (心P%))安全的發(fā)送給RSUi，其中札=(RSUi 11 Li)，U是RSUi的位置信息； 過程五，ΤΑ為NSP和CSP分別分發(fā)一對公私鑰（SKnsp，PKnsp )、（ SKxsp，PKcsp )，其中PKnsp = SKnspP,PKcsp = SKcspP〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 ^?進(jìn)一步具體為： 過程一，車輛Vi進(jìn)入RSUi時(shí)，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)^，然后Vi通過RSUi將X = 發(fā)送給ΤΑ;其中，NAV是導(dǎo)航服務(wù)的標(biāo)志，V是用來防止攻擊者收集 信息，從而得到車輛經(jīng)過的RSU; 過程二，ΤΑ解密消息X，檢查RIDi是否在撤銷列表中。如果不在撤銷列表中，ΤΑ為車輛發(fā) 放匿名導(dǎo)航證書;ΤΑ為車輛Vi計(jì)算匿名導(dǎo)航證書G 其中，Τ代表一個(gè)時(shí)間段，證書只有在該時(shí)間段中才有效，NumNAV是導(dǎo)航服務(wù)號，車輛只有根 據(jù)導(dǎo)航服務(wù)號才能從RSU處獲得導(dǎo)航;然后，TA通過RSUi發(fā)送(G)給車輛Vi; 根據(jù)上述步驟，能知該導(dǎo)航證書中不包含車輛W的任何信息，所以證書是匿名的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 二進(jìn)一步具體為： 過程一，當(dāng)啟動車輛時(shí)，駕駛員需要輸入RIDjPPWDji活防篡改裝置，如果身份沒有被 撤銷，并且激活碼是正確的，那么防篡改裝置激活成功，否則防篡改裝置將停止進(jìn)一步的操 作； 過程二，防篡改裝置為車輛％生成假名和簽名私鑰;假名ID1包含兩個(gè)部分(叫,明)，其 中/匈=rPW鞏=是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，簽名私鑰'f = A^C/WII/oa 過程三，車輛￥,生成導(dǎo)航路徑請求消息：首先，車輛ν,生成起點(diǎn)和終點(diǎn)消息MNAV = (Start，Dest)，其中Start是出發(fā)地，Dest是目的地;然后Vi對該消息進(jìn)行簽名，計(jì)算hi = ? (MNAV)和T = H3(Ppub)，那么生成簽名氏=rF + Ιι為接著，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)a e岑，計(jì)算 = fiP和φ N s p = a P K n s p。最后，車輛V i通過R S U i發(fā)送導(dǎo)航路徑請求消息 f >給NSP; 假設(shè)RSU每隔一段時(shí)間向NSP報(bào)告路面狀況，包括路面的擁塞程度、車輛行駛速度和車 輛密度； 過程四，當(dāng)NSP接收到請求消息Υ時(shí)，NSP計(jì)算#sp = 然后NSP根據(jù)VNSP解密 消息Y，分別得到MNAV，加，δ^(：Ν;首先，NSP驗(yàn)證CN的有效性，如果有效，再驗(yàn)證簽名的正確 性： 證明正確性:計(jì)算 hi = H2(MNAV)，T = H3(Ppub)和仏=4(/0(11/餌）；當(dāng)消息比較多時(shí)，我們也可以執(zhí)行批量認(rèn)證：計(jì)算5 = Σ?=1&，扣1:=過程五，如果簽名是有效的，NSP為車輛Vi生成導(dǎo)航路徑;根據(jù)MNAV可知出發(fā)地和目的地， NSP能得到從出發(fā)地到目的地的各種路徑;對每一段公路進(jìn)行賦值，每一段路的權(quán)值1 = α* l+(l-c〇*t，其中1是公路的長度，假設(shè)設(shè)置單位為千米;t是經(jīng)過這段公路需要的時(shí)間，是根 據(jù)公路長度1和公路上車輛行駛速度得出，假設(shè)設(shè)置單位是分鐘;α是路程所占比重，如果α 越小說明權(quán)值中時(shí)間所占比例越大； 接下來，NSP給α設(shè)置幾個(gè)不同的值，根據(jù)Dijkstra算法，得到相應(yīng)的路徑；當(dāng)α設(shè)置為0 時(shí)，所得路徑就是耗時(shí)最短的，當(dāng)aSi時(shí)，所得路徑就是路程最短的； 最后，NSP將這幾條路徑簽名加上隨機(jī)數(shù)Nnsp并通過V NSP加密返還給車輛Vi，路徑信息中 包括< (Li，ti) (1 < i < η)，Is，ts>，Li是需要經(jīng)過RSU的位置，ti是經(jīng)過該RSU需要的時(shí)間，η 是需要經(jīng)過RSU的數(shù)量，l s是總的行駛路程，ts是總的行駛時(shí)間； 過程六，車輛Vl接受到導(dǎo)航路徑消息后，￥1用_^進(jìn)行解密，￥1得到相應(yīng)的幾條導(dǎo)航路 徑，I選擇其中一條作為自己的行駛路徑后加上隨機(jī)數(shù)Nnsp，并通過φΝ5Ρ加密返回給NSP; 過程七，NSP接收到消息后解密，獲得車輛Vi選擇的行駛路徑后;NSP通過安全的網(wǎng)絡(luò)發(fā) 送給途徑的每個(gè)RSU-個(gè)導(dǎo)航信息，導(dǎo)航信息包括<1?〇11丨6，RSUnext，NumNAv>，其中Route是 經(jīng)過每個(gè)RSU道路信息，RSU ne3Xt是到達(dá)的下一個(gè)RSU信息。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 四進(jìn)一步具體為： 與請求匿名導(dǎo)航證書相似，執(zhí)行以下協(xié)議步驟： 過程一，車輛1選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)r 〃通過= ￡nc叫;ν?(?：5Τ0||β/0,·||/)發(fā)送給TA; CST0是云服務(wù)的標(biāo)志;r 〃是用來防止攻擊者收集信息，從而得到車輛經(jīng)過的RSU; 過程二，ΤΑ為該服務(wù)選取一個(gè)云服務(wù)號NumGSTQ，并為車輛￥1計(jì)算匿名云服務(wù)證書 Ccsro = (C5T0,r,_mc_,S：/%^(CS7O|m|iVwmCSTC))，然后，TA 通過 RSU,發(fā)送 給車輛 Vi。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 五進(jìn)一步具體為： 當(dāng)車輛行駛在道路上時(shí)，車輛臨時(shí)需要下載大數(shù)據(jù)，我們執(zhí)行如下步驟，進(jìn)行數(shù)據(jù)下 載： 過程一，防篡改裝置為車輛Vi生成假名和簽名私鑰;假名ID1包含兩個(gè)部分(/1):1,/Bij，其 中/0丨=吵,：/:磁=班是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，簽名私鑰d/0i = 過程二，車輛生成云服務(wù)請求:首先，車輛Vl生成請求數(shù)據(jù)消息MGSP，然后Vi對該消息進(jìn) 行簽名，計(jì)算hi = H2(MCSP)和T = H3(Ppub)，那么生成簽名氏=#+Ac^i;接著，Vi選擇一個(gè)隨 機(jī)數(shù)& e G，計(jì)算Pcsp = W3和ikSP = bPKcsp;最后，車輛Vi通過RSUi發(fā)送導(dǎo)航路徑請求消息 Z =〈妒csp，如.ci/.，Csp..(叫講，川'，心抓々，乙CST0) > 給CSP ;= Stop是指車輛在途中可能停留的信息； 過程三，當(dāng)NSP接收到請求消息Z時(shí)，CSP計(jì)算外你=M_P#CSP，然后CSP根據(jù)V NSP解密 消息Z，分別得到MCSP，加，δ!，Mn,CCSTQ;首先，CSP驗(yàn)證C CSTQ的有效性，如果有效，再驗(yàn)證簽名 的正確性； 過程四，如果簽名是有效的，CSP為車輛Vi進(jìn)行分片服務(wù);首先，CSP查看車輛Vi的當(dāng)前位 置，由轉(zhuǎn)發(fā)消息的RSU可知，然后，根據(jù)馬;可知車輛經(jīng)過哪些RSu以及在RSU內(nèi)行駛的時(shí)間和 停留時(shí)間，因此，〇5?將1請求的數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，保證在正常情況下每個(gè)分片在每個(gè)RSU內(nèi)能 夠發(fā)送給I; CSP將每個(gè)分片進(jìn)行加密，然后將加密數(shù)據(jù)和云服務(wù)號通過安全的網(wǎng)絡(luò)傳遞給 每個(gè)RSU; 過程五，CSP同時(shí)也將加密分片的密鑰k發(fā)送給車輛Vi。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 六進(jìn)一步具體為： 獲得導(dǎo)航路徑和云分片服務(wù)后，車輛在RSU處獲取導(dǎo)航和下載服務(wù)： 過程一，RSUi每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次證書$:? :=_ (&，廣播，例如 5s-次； 過程二，Vi選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)c· E巧，汁算φ:Κ? = cA和= 車輛Vi向RSUi發(fā)送導(dǎo)航 請求消息< _>，rNAV是個(gè)隨機(jī)數(shù)；同樣Vi也可以向RSUi發(fā)送下載 請求消息<矽吣,價(jià)1￡：辦.|(俯_￡^1'〇1丨?^1'0)>:; 過程三，RSUi接收到請求消息，計(jì)算·!^ = 1以/^進(jìn)行解密，獲取請求內(nèi)容;然后，RSUi 根據(jù)導(dǎo)航服務(wù)號，將到達(dá)下一個(gè)RSU的前進(jìn)路線發(fā)送給Vi，內(nèi)容用Ψ；?,進(jìn)行加密；同樣，根據(jù) 云服務(wù)號，將下載數(shù)據(jù)發(fā)送給1并附帶上隨機(jī)數(shù)r CST〇; 其他車輛獲得消息后不能解密該消息，所以這些消息對于其他車輛是沒有任何作用 的，根據(jù)附帶的隨機(jī)數(shù)，車輛可以獲知該消息是否是自己的請求消息。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 七進(jìn)一步具體為： 當(dāng)路面發(fā)生重大的變化時(shí)，即路面突然堵塞或發(fā)生交通事故，需要通知車輛，對行駛路 徑做出改動； 過程一，發(fā)生狀況的RSU通知NSP，NSP通知路徑中含有該RSU的其他所有RSU，然后NSP發(fā) 送路徑導(dǎo)航服務(wù)號給RSU; 過程二，RSU檢測到使用該導(dǎo)航服務(wù)號進(jìn)行導(dǎo)航的車輛，并通知該車輛路面發(fā)生的狀 況； 過程三，車輛驗(yàn)證該消息是否來自于RSU，如果來自RSU，車輛重新申請導(dǎo)航服務(wù)，尋找 新的路徑； 過程四，車輛通過RSU通知云服務(wù)提供商，云服務(wù)提供商根據(jù)云服務(wù)號查找出服務(wù)的 RSU，等待一定時(shí)間后通知RSU，可以刪除該存儲，回收存儲空間，車輛需要根據(jù)新的導(dǎo)航路 徑重新申請?jiān)品?wù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載網(wǎng)中數(shù)據(jù)分片下載服務(wù)方法，其特征在于所述步驟 八進(jìn)一步具體為： 過程一，根據(jù)車輛的假名/皮=(/以，/戌）和系統(tǒng)主密鑰s，TA可以計(jì)算出車輛的真實(shí)身 份/?/β, = /^.(s/D丨)?/D丨：從此，車輛不能獲取任何服務(wù)；正確性證明如下： RID, = iDi,?Hy{rPpub) = ^(s/Dl)?//^,
【文檔編號】H04L29/08GK105871831SQ201610184747
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】徐宗保, 周從華, 陸杰, 劉志峰, 朱小龍, 施化吉
【申請人】江蘇大學(xué)