车联网中具有强隐私保护的无证书签名方案

针对车联网（IoV）通信安全难以保证和车辆私钥频繁更新导致的开销大的问题,首先,证明了现有的无证书聚合签名方案无法同时抵抗公钥替换攻击和恶意密钥生成中心（KGC）攻击;其次,提出了一种适用于IoV且具有强隐私保护的无证书聚合签名方案。所提方案通过引入假名身份来实现车辆的身份隐藏,同时实现可信中心对可疑车辆的事后追查。此外,在所提方案中,车辆的假名身份和公钥可随着区域的变化而动态更新,这样既可以保证车辆的轨迹不被泄露又可以有效避免私钥频繁更新带来的通信和存储开销。在随机预言模型下,在基于椭圆曲线离散对数（ECDL）问题的假设下,证明了所提方案具有认证性和完整性,且满足匿名性、可追踪性和强隐私保护性。所提方案还采用聚合签名技术实现车辆签名的聚合验证,从而降低了验证签名时的计算开销。性能分析表明,当聚合签名所包含的签名数量为100时,与同类型方案相比,所提方案传输聚合签名的通信开销至少减少了约21.4%。     

VANET中隐私保护的无证书聚合签名方案

车载自组织网络(VANET)普遍存在通信数据易被攻击和计算效率低等问题。为此,以无证书公钥密码体制和聚合签名为基础,提出一种隐私保护的无证书聚合签名方案。签名方案在随机预言模型下抵抗2种不同类型的敌手攻击,以在适应性选择消息攻击下证明通信消息的不可伪造性,车辆节点根据可信机构生成的伪身份进行通信来实现用户通信的可追踪性和匿名性,并在双线性对运算的基础上通过聚合签名支持多个消息的聚合验证。仿真结果表明,与同类无证书聚合签名方案相比,该方案在车流量较大路段具有较高的通信效率,可实现城市道路VANET通信过程中的车辆用户隐私信息保护。     

车联网中支持直接撤销的外包属性签名方案

数字签名在应对车联网中数据窜改威胁时扮演着重要作用,然而现有的签名方案面临着灵活性、效率、隐私保护、用户密钥管理等诸多问题,难以在车联网中释放潜力。针对这些问题,提出了一个面向车联网的直接可撤销外包属性签名方案。该方案使用了基于线性秘密分享的签名策略机制,赋予车联网用户在签名生成和验证方面的灵活性和隐私保护。此外,设计了一种高效的用户密钥直接撤销机制,以提供对用户的实时撤权。所提方案还构造了一种外包验证方法,从而显著降低了验证者的计算和存储开销。安全性分析结果表明,所提方案在选择消息攻击下具有不可伪造性,并且能够抵抗合谋攻击。实验结果表明了该方案相较于其他方案的优势及其在车联网中的实用性。     

面向无人驾驶地图更新的安全信任管理方案

地图的实时性和准确性在无人驾驶车辆导航中发挥着重要作用。基于卫星图像的数字地图能够保证地图中道路信息的准确性,但是根据相关路况信息进行实时更新时,由于车辆用户数较多且来源复杂,因此无法确保数据的安全性和可靠性。提出一种基于区块链的认证与信任管理方案。利用无证书签名技术实现车辆的匿名认证,保证车辆身份的可验证性和不可否认性。设计基于区块链的信任管理机制,通过存储在区块链上的历史信任值计算路况消息的可信度,同时将可靠的路况信息发送给地图更新服务器,根据车辆提供信息的真实与否更新车辆信誉值,实现车辆信誉的同步与更新。从计算开销、通信开销和信任管理功能等方面验证了该方案的有效性。仿真结果表明,该方案具有较高的地图更新效率和防骗能力,能够确保数据来源的安全性和可靠性,为无人驾驶车辆提供实时路况更新服务。     

基于软件防护扩展的车联网路况监测安全数据处理框架

车联网（IoV）路况监测需要对用户隐私数据进行传输、存储与分析等处理，因此保障隐私数据安全尤为重要，然而传统的安全解决方案难以同时保障实时计算与数据安全。针对上述问题，设计了两个初始化协议与一个定期报告协议等安全协议，并构建了基于软件防护扩展（SGX）技术的IoV路况监测安全数据处理框架（SDPF）。SDPF利用可信硬件在路侧单元（RSU）内实现隐私数据的明文计算，并通过安全协议和混合加密方案保证框架的高效运行与隐私保护。安全性分析表明，SDPF可抵御窃听、篡改、重放、假冒、回滚等攻击。实验结果表明，SDPF的各项计算操作均为毫秒级，尤其是单车辆的所有数据处理开销低于1 ms。与基于雾计算的车联网隐私保护框架（PFCF）和基于同态加密的云辅助车载自组织网络（VANET）隐私保护框架（PPVF）相比，SDPF的安全设计更加全面，单会话消息长度减少了90%以上，计算时间至少缩短了16.38%。     

基于切比雪夫混沌映射的车联网高效认证方案

车联网在智能交通系统构建中发挥重要作用,消息认证方案能够为车联网的实际应用提供可靠性和安全性保障,但现有认证方案多数存在计算效率低下的问题,为此,提出一种基于切比雪夫混沌映射的车联网认证方案。利用切比雪夫多项式的半群性质构建对称密钥,以实现车辆节点与路边设施单元（RSU）的密钥协商。车辆节点使用由RSU分发的时效性共享密钥完成车辆间的匿名消息认证,无须为每个消息签名验证一个较大的撤销列表,车辆的撤销也不会影响群组性能。分析结果表明,该方案可以满足车联网的安全需求并抵御多种安全攻击,同时提供条件隐私保护,其密钥协商与消息认证阶段的计算效率较高,通信开销较低。     

面向IoV的无证书聚合签名方案

针对车联网信息交互中存在的车辆身份匿名性和消息认证安全问题,目前很多方案是通过双线对来构造的,计算效率较低、通信开销较大且存在密钥托管问题.提出了一种适用于车联网的基于无证书的聚合签名方案,车辆的密钥由KGC和车辆共同生成,避免了密钥托管问题.该方案没有使用双线性对运算,且支持聚合验证,签名长度不会随着车辆数量的增加呈现增长趋势,适合存储资源受限的设备.在随机预言机模型下,基于椭圆曲线上的离散对数问题,证明了该方案具有签名不可伪造性.通过性能分析,该方案具有较高的计算效率和较低的通信开销.     

VANET中基于无证书环签密的可认证隐私保护方案

针对车载自组织网络(Vehicular ad-hoc Network,VANET)中车辆用户隐私信息保护和通信消息传输安全的问题,提出了一种可认证的无证书环签密方案。车辆通过可信机构生成的伪身份通信,有且仅有可信机构可以根据车辆节点的原始注册信息和追踪密钥确定消息发送车辆的真实身份,保证了通信的匿名性和对恶意车辆身份的可追踪性;消息发送车辆和接收车辆基于所构建的可认证环签密模型分别执行签密和解签密算法,实现了签密车辆身份和所发送消息的可认证;在随机预言模型下证明了所提方案具有机密性和不可伪造性。将所提的隐私保护方案与现有的VANET隐私保护方案进行安全性能的比较,证明了所提方案的机密性、可认证性和可追踪性等安全性较完善。通过列表比较了所提方案中环签密和解签密算法中各项运算的数量。将两种算法中双线性运算和标量乘运算的开销之和作为所提方案的计算开销,列表并进行数值分析。仿真实验基于Intel I7、3.07 GHz的硬件平台和MATLAB软件。结果表明,所提方案的计算开销远小于其余3个方案。当车辆数量增大到适用范围的上限100时,所提方案的计算开销仍小于150 ms。因此,该隐私保护方案满足了安全性和即时通信的要求,尤其适用于城市交通系统。     

车联网中基于无证书聚合签名的条件隐私保护批量认证方案

在开放式无线通信模式和复杂的通信环境下,基于物联网技术构成的车联网面临着更多的内外部恶意攻击和入侵,确保车联网中通信安全的消息认证方案不仅需对用户提供信息安全和个人隐私的双重保障,而且需具有高效的认证过程.本文提出了一个基于无证书聚合签名的条件隐私保护批量认证方案.基于无证书公钥密码学,利用聚合技术实现了车联网环境下的批量认证,提高了消息认证效率.满足了条件隐私保护、不可关联性等安全需求,能抵抗聚合认证过程中面临的合谋攻击,适用于V2V、V2I两种通信模式.未采用计算消耗较高的Map-to-Point哈希函数和双线性对操作,在节约成本和提高计算效率方面具有潜在的优势.在随机预言模型下可以规约到ECDLP难题,避免了对理想防篡改装置的强假设,计算成本和通信成本低于其他方案,在车联网应用环境中具有较好的实用价值.     

基于区块链的V2G无证书环签密隐私保护方案

为实现车辆到电网(V2G)系统中车辆用户交易信息隐私保护和通信消息安全传输,提出一种基于区块链的无证书环签密隐私保护方案。在交易阶段采用无证书环签密对服务数据进行加密,减少签密过程中的双线性配对运算与指数运算,同时引入聚合签名技术降低签名验证的计算开销。在交易完成后将记录的服务数据与交易账单聚合为交易数据,将交易数据哈希、服务数据的环签密以及交易编号返回至区块链进行存储,而完整交易数据由云服务器存储,用户需要提供交易数据对应的环签密及交易编号,并通过智能合约完成对交易数据的访问。在随机预言模型下,通过安全分析来验证该方案的匿名性、可认证性、机密性和不可伪造性。实验结果表明,相较3种对比方案,该方案的计算开销具有明显优势,在签名数量增加到50个时,其聚合签名验证的计算开销减少近50%,同时能保证数据的机密性和成员通信的匿名性,有效提高V2G网络中的通信效率。     

车联网中基于雾计算和多TA的条件隐私保护认证方案

车联网在生活中扮演着越来越重要的角色,它可以有效地防止交通拥堵从而减少交通事故。然而,在车联网中总是有非法车辆试图接入车联网并发布虚假消息。此外,现有方案多数存在计算效率低下的问题。针对上述存在的问题进行了研究,提出了一种车联网中基于雾计算和多TA的条件隐私保护认证方案。在保护车辆用户身份的条件下实现了车辆、雾节点、TA三者之间的身份认证,且在车辆追踪阶段可以还原车辆用户的真实身份,从而实现条件隐私保护。雾计算的使用降低了方案的计算和通信开销,同时多TA模型的使用也解决了单TA单点故障的问题。安全性证明和性能分析的结果表明该方案是安全且高效的。最后对当前方案进行了总结以及对未来研究作出了展望。     

基于椭圆曲线的盲代理盲签名方案

针对现有签名方案不能同时保护代理签名者和消息拥有者安全的问题,提出一种基于椭圆曲线的盲代理盲签名方案。该方案不需要可信方,在隐藏代理签名者身份信息的同时,盲化需要签名的消息。分析结果表明,该方案满足盲代理签名和代理盲签名的安全特性,能有效保护代理签名者和用户的身份隐私。     

车载自组网中可撤销的聚合签名认证方案

为解决车载自组网(VANET)面临的通信安全和隐私保护方面的问题,提出了一种车载自组网中可撤销的聚合签名认证方案.该方案通过匿名认证保障用户隐私,通过使用防篡改设备和聚合签名技术提高认证效率.为实现车辆撤销,要求车辆使用路边单元发放的成员密钥生成签名,当车辆进入路边单元的通信范围时,路边单元实时审查车辆身份,拒绝为撤销...     

车载自组网无证书条件隐私保护认证方案

车载自组网（VANET）在共享交通数据、提升行车效率、减少交通事故等方面具有明显优势,对智能交通系统的构建至关重要。与此同时,车与车之间、车与基础设施之间的安全通信,车辆的隐私保护（如身份隐私、位置隐私）,交通消息的高效认证等问题亟待解决。为了实现安全性和效率的平衡,首先,分析并证明最近提出的方案——条件隐私保护无证书聚合签名方案（CPP-CLAS）不能抵抗公钥替换攻击;其次,在此基础上提出一种新型VANET无证书条件隐私保护认证方案,方案中的车辆在申请部分私钥时不依赖安全信道,并采用聚合认证和批量认证技术批量验证签名;最后,在随机预言机模型下证明了所提方案具有不可伪造性。性能分析表明,与同类型方案相比,所提方案在没有增加验证开销的基础上,将签名阶段的计算效率至少提升了66.76%,通信带宽需求至少降低了16.67%,验证了该方案更加适用于资源受限的VANET。     

车联网隐私保护技术研究

随着汽车智能化、网联化程度的不断加深,车辆、用户及第三方机构之间的数据共享日益成为刚需,由车辆、用户、路边单元等通信实体之间构建的网络车联网应运而生,而车联网的高移动性和网络拓扑多变性使其更容易遭受攻击,进而导致严重的车联网用户隐私泄露问题。如何平衡数据共享和隐私保护之间的关系成为车联网产业发展所面临的一个关键挑战。近年来,学术界针对车联网隐私保护问题进行了深入的研究,并提出了一系列解决方案,然而,目前缺少对这些方案从隐私属性方面进行分析。为此,本文首先从车联网的系统架构、通信场景及标准进行阐述。然后对车联网隐私保护的需求、攻击模型及隐私度量方法进行分析与总结。在此基础上从车联网身份隐私、匿名认证位置隐私和车联网位置服务隐私三个方面出发,介绍了匿名认证、假名变更、同态加密、不经意传输等技术对保护车联网用户隐私起到的重要作用,并讨论了方案的基本原理及代表性实现方法,将方案的隐私性从不可链接性、假名性、匿名性、不可检测性、不可观察性几个方面进行了分析与总结。最后探讨了车联网隐私保护技术当前面临的挑战及进一步研究方向,并提出了去中心化的车辆身份隐私技术以保护车辆身份隐私、自适应假名变更技术以支持匿名认证、满足个性化隐私需求的位置服务隐私保护技术,以期望进一步推动车联网隐私保护技术研究的发展与应用。     

基于SM9算法的部分盲签名方案

普通的数字签名在有效保护用户隐私方面存在诸多不足,如对签名的抵赖和跟踪时有发生.针对上述问题,提出一种基于SM9算法的部分盲签名方案,部分是指签名消息包含用户的消息和其他有关信息,能够有效抵抗签名抵赖和跟踪,同时引入可信第三方来防止恶意用户对信息的篡改.通过实验结果和理论分析,证明了所提算法的安全性和高效性.     

一种基于区块链的IoV隐私保护认证方案设计

传统车联网（Internet of Vehicles,IoV）身份认证系统普遍具有中心不可信的安全风险,而智联车又存在许多亟待解决的隐私安全问题。因此,借助区块链分布式、可溯源、不可窜改等特点,提出云链结合的可信分散式系统架构,基于该架构同时结合无证书的密码机制以及密钥隔离技术设计分布式身份认证协议。通过安全性分析表明,该方案安全性高、能满足车联网匿名身份认证的要求。同时与现有方案进行仿真对比表明,本方案具有更低的计算开销和通信成本,适用于实际的认证时延低和隐私保护的车联网环境中。     

基于城市公交的车载自组网隐私保护协议

针对车载自组网中存在的隐私泄露问题,提出了一种基于城市公交的车载自组网隐私保护协议。该协议利用可信度高的公交车来广播路况信息和应答车辆路况信息的查询,有效地减少普通车辆需认证消息的数量;公交车利用安全认证中心颁发的数字证书与其他车辆建立起信任关系,解决了用户假冒的问题;车辆之间利用Diffie-Hellman算法生成会话密钥对消息进行对称加密,有效地保护了用户的身份信息,同时提高了消息认证的效率。安全性证明和分析表明,该协议在语义上是安全的,能抵抗现有各种攻击,并且可以实时处理用户的请求。     

基于区块链的IoV隐私保护认证方案设计

传统车联网(Internet of Vehicles,IoV)身份认证系统普遍具有中心不可信的安全风险,而智联车又存在许多亟待解决的隐私安全问题.因此,借助区块链分布式、可溯源、不可窜改等特点,提出云链结合的可信分散式系统架构,基于该架构同时结合无证书的密码机制以及密钥隔离技术设计分布式身份认证协议.通过安全性分析表明,该方案安全性高、能满足车联网匿名身份认证的要求.同时与现有方案进行仿真对比表明,本方案具有更低的计算开销和通信成本,适用于实际的认证时延低和隐私保护的车联网环境中.     

基于车联网的隐私保护数据聚合研究综述

随着智能网联汽车的普及,用户数据的隐私问题成为了车联网发展中亟待解决的问题。针对车联网聚合方案的研究现状,对当前方案中存在的问题进行分析总结。首先,系统地介绍了车联网中主流系统模型和车联网中常见的攻击模型;其次,对当前国内外应用在车联网中的聚合方案的安全性、效率和优劣进行分析总结,分别从签名阶段聚合方案、用户数据收集和传输阶段聚合方案和云平台处理数据阶段聚合方案三方面对其进行讨论;最后,阐述了车联网聚合方案中存在的问题及解决方法,展望了车联网聚合方案未来的研究方向。