一种安全高效的无人驾驶车辆地图更新方案

实时地图在无人驾驶车辆导航中发挥着至关重要的作用.和现有的地图更新方法相比,基于群智感知的实时地图更新方法成本更低且准确性更高.然而,此方法在地图更新过程中,会增加数据及用户身份泄露的风险.如何保证上传数据的机密性和用户的匿名性是实时地图更新中的一个挑战.提出了一种安全高效的无人驾驶车辆地图更新方案(secure and efficient map update scheme for AVs, SEMU).在SEMU方案中,利用签密和代理重加密技术,车辆用户对感知数据进行签密,将加密的数据存储在车辆雾节点中,当地图公司希望访问数据时,雾节点将加密的数据发送给云服务平台,云服务平台重新加密数据发送给地图公司,同时,云服务平台无法获得任何有关数据的明文信息.利用聚合签名技术,降低了计算开销.通过对车辆用户的信誉管理,提高了数据的可靠性.最后,安全性分析表明该方案实现了数据的机密性、完整性、可靠性、身份可验证性和不可否认性,保证了用户的匿名性和可追踪性.仿真验证了方案的激励性,并从计算开销方面证明了它的有效性.     

基于区块链的车载自组网车与基础设施快速切换认证方案

针对车载自组网（VANET）中车辆通信面临的安全风险挑战以及车辆进入新的基础设施覆盖范围时需要进行复杂的身份重新认证问题,提出基于区块链的车载自组网V2I(Vehicle-to-Infrastructure)快速切换认证方案。该方案利用区块链去中心化、分布式和防篡改的特性,实现车辆认证信息的存储与查询;使用令牌机制,减少区块链查询次数,简化路边单元（RSU）切换认证阶段的认证过程,在后续的认证过程中只需检查令牌的有效性,实现了RSU的快速切换认证;采用了批量认证方法,能有效减少认证过程中的计算开销,提高消息认证效率;另外,可以实现对恶意车辆的追溯与撤销,并及时更新车辆的匿名身份,保证车辆的匿名性。相较于匿名批量认证方案、全聚合认证方案、无证书聚合签名方案、基于区块链的认证方案,所提方案在消息认证耗时上缩短了约51.1%、77.45%、77.56%和76.01%。实验结果表明,该方案能够有效降低车载自组网中的计算开销和通信开销。     

基于无证书聚合签名的导航信息更新方案

车联网中实时的路况导航信息更新在安全驾驶、缓解交通拥堵等方面有着极其重要的作用,但如何保护用户隐私不被泄露是实时路况导航信息更新时所面临的一大挑战。为有效地解决该问题,提出了一种适用于车联网的具有实时导航信息更新功能的无证书聚合签名方案。方案中当导航公司需要访问数据时,雾节点将车辆广播的签名消息聚合后上传给可信中心,经可信中心批量验证后再将其反馈给导航公司。可信中心为车辆用户生成临时假名,实现用户身份的匿名性,满足了条件隐私保护的要求。利用聚合签名技术,降低了计算与通信开销。引入审查机制,进一步保证签名的安全性与可靠性。最后,基于椭圆曲线中的离散对数困难问题,证明了方案在适应性选择消息攻击下,满足存在性不可伪造。数值分析结果表明方案在计算开销方面具有一定的优越性。     

基于区块链的智能家居认证与访问控制方案

智能家居运用物联网技术为用户提供自动化的智能服务,但传统的集中式架构存在机密性和完整性等安全性问题,而现有的分布式架构又存在重复认证、高延迟等问题。针对这些问题,基于区块链和椭圆曲线集成加密技术提出了一种智能家居认证与访问控制方案,同时还引入了边缘计算,降低系统的延迟。并将基于权能的访问控制与区块链相结合,在区块链上存储权能令牌并设计了相应的智能合约以实现安全的访问控制。安全性分析表明,该方案具有去中心化、不可窜改、机密性、完整性和可扩展性等安全特性。在以太坊区块链上进行仿真,并根据计算开销、通信开销和响应时间等指标对方案进行了性能评估。评估结果表明,相比其他方案,该方案计算开销和通信开销更小,响应时间更短,具有明显的优势。     

基于区块链和动态累加器的跨域认证方案

基于区块链的跨域认证利用区块链代替传统的CA机构颁发区块链证书,借助区块链的去中心化和透明性,实现了信任的去中心化;针对现有基于区块链的跨域认证存在着跨域认证效率不高,没有完整的证书管理功能、区块链存储证书开销大的问题,提出了基于区块链和动态累加器的跨域认证方案,设计了区块链证书格式,描述了跨域认证协议,将区块链证书信息映射为累加值,提升了验证效率,通过在智能合约中构建动态累加器,实现证书的注册,撤销和查询功能;实验结果表明,该方案能够有效降低区块链证书存储成本,提升跨域认证效率.     

基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案

车联网使车辆能够传播信息，以提高交通安全和效率。然而，在不可信环境下，如何有效地实施信任评估并即时更新多个路边单元（RSU）之间一致的信任值仍是具有挑战性的问题。因此，提出了一种基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案。车辆可以通过通信对方的历史行为，为其计算直接信任值和推荐信任值，并利用逻辑回归算法计算综合信任值，然后上传到附近的RSU,RSU将这些数据打包成一个区块。提出了基于权益证明（PoS）和实用拜占庭容错（PBFT）的混合共识机制，权益越大的RSUs更容易被选为矿工，并与授权的RSUs一起工作验证区块的正确性，使得信任值变化较大的区块能够即时发布。安全性分析及性能仿真表明该方案在计算和存储车辆信任值方面是有效可行的。     

一种基于区块链的车联网安全认证协议

针对车联网环境下,车辆节点快速移动造成的中心服务器认证效率低、车辆隐私保护差等问题,提出了一种基于区块链的车联网安全认证协议。该协议利用Fabric联盟链存储车辆临时公钥与临时假名,通过调用智能合约,完成车辆身份认证,同时协商出会话密钥,保证通信过程中数据的完整性与机密性;利用假名机制有效避免了车辆在数据传输过程中身份隐私泄露的风险;使用RAFT共识算法高效达成数据共识。经安全性分析与实验结果表明,所提协议具有抵抗多种网络攻击的能力,且计算开销低、区块链存储性能好,能够满足车联网通信的实时要求。     

交叉口场景下基于区块链技术的匿名车辆身份认证方案

随着智能交通系统的不断发展,未来车辆在进出交叉口时,将不再受传统信号灯控制,而是通过与交叉口附近的区域服务器进行信息交互,接受区域服务器的统一调度。保证车辆在交叉口通信安全的基础是网络节点的身份认证。基于此,提出一种基于区块链技术的匿名车辆认证方案,在认证中采用基于身份和哈希消息认证码的混合密码认证机制,并将认证结果记录在区块链中。通过仿真测试和结果分析表明,该方案具有匿名性、保护隐私等特性。与其他方案相比,该方案有效降低了通信开销。     

一种基于量子密钥的区块链身份认证方法

针对当前区块链系统存在的用户身份非法访问、身份伪造等影响区块链系统安全的问题,基于量子密钥安全性和可靠性高的特性,提出并设计了一种利用量子密码技术实现区块链系统身份认证的方案,方案中用户每次登录区块链系统时可通过比对客户端量子密钥散列值和量子密钥云服务器散列值的一致性完成身份认证,从而确保了区块链系统每次交易用户身份的合法性和安全性。实验结果表明,利用量子密码技术能够实现区块链系统用户身份安全认证,为区块链身份安全认证提供了一种新的思路。     

基于混合算法区块链和节点身份认证的数据存储方案

为了增强云数据存储的完整性和安全性,在无线传感器网络（WSN）中,提出一种基于混合算法区块链的数据存储方案,以及一种集成身份验证和隐私保护的去中心化框架。首先,簇头将采集到的信息传递至基站,而基站在分布式区块链上记录所有关键参数,并传递至云端存储。然后,为了获得更高的安全等级,合并椭圆曲线加密（ECC）的160位密钥与高级加密标准（AES）的128位密钥,并在云存储层之间进行密钥对交换。基于混合算法的区块链结合身份验证方案可以很好地保证云数据的安全性存储,因此所提方案在安全性方面较为优秀。此外,恶意节点可通过基站从区块链中直接移除并撤销认证,方便快捷。仿真结果表明,与去中心化的区块链信息管理（BIM）方案、基于信任和分布式区块链评估的安全定位（DBE）算法和利用密钥衍生加密和数据分析（KDE-DA）管理方案相比,所提方案在延迟、吞吐量、计算开销方面具有一定的优越性。     

具备匿名性和信任评估的车联网数据转发方案

随着智能交通系统的快速发展以及车辆用户的持续增长,数据转发成为车联网的研究热点之一.然而车辆节点的高速移动,导致网络拓扑结构的快速变化以及网络持续连通性变差;此外由于车联网无线通信的属性,数据转发的内容以及车辆用户的信息很容易被窃听和泄露;同时存在一些车辆用户可能拒绝转发数据.因此,在车联网中如何保证数据转发的可靠性以...     

面向移动边缘计算车联网中车辆假名管理方案

移动边缘计算(mobile edge computing, MEC)技术将计算和存储资源下沉到网络边缘,为车联网带来了高实时性和可靠性的服务.然而,MEC技术也面临各种安全威胁,攻击者可控制边缘数据中心导致车辆假名信息的泄露,威胁车辆的身份隐私.针对该问题,提出一种面向移动边缘计算车联网中的车辆假名管理方案,使其实现高效更新假名信息、边缘云层安全存储假名信息以及假名的可追踪.该方案使用边缘化、实时性高的边缘云代替中心云对车辆身份进行认证,提高了身份认证效率,进而实现高效的假名更新;对假名信息进行同态加密,保证了假名信息存储的安全性而不影响边缘云层对假名的管理;车辆的每个假名表都关联一个相应的查找词,系统的最高权威机构可由假名表密文计算出查找词,以揭露恶意车辆的真实身份,实现假名的可追踪.然后通过可证明安全理论证明了方案在选择明文攻击下具有不可区分性,并对方案中车辆身份的匿名性、消息的完整性与不可否认性进行了安全性分析,满足了车联网中对车辆身份隐私保护的安全需求.最后对方案中身份认证、假名请求以及同态加密性能等方面进行了效率分析及仿真,结果表明该方案满足车联网低时延通信的需求,并在认证效率上优于现有方案.     

具有隐私保护的动态高效车载云管理方案

由车辆自主形成的车载云用于交通传感数据的本地化处理和消耗,实现高时效性的智能交通管理。针对车载云的高度动态性、自组织性和高时效性特点及其车联网中用户身份和位置隐私保护需求带来的车载云管理挑战,设计了基于非对称群密钥协商协议的动态自组织车载云管理方案,通过车辆自组织的群密钥协商自动形成车载云,利用群密钥控制车载云服务提供与访问,利用群密钥更新动态管理车载云。该方案使用可追踪的一次性假名技术实现车辆的匿名认证和条件隐私保护,并在群密钥协商阶段只使用一次双线性,使运算实现了更高的效率;密钥协商和更新过程利用支持批量验证的轻量级签名实现高效的消息源认证和完整性认证,在确保效率的前提下保证自组织环境下车载云通信的安全性;密钥协商协议的动态密钥更新机制实现车载云中车辆的动态加入或退出,适应车载云的动态性特点。在随机预言机模型和求逆计算Diffie-Hellman(ICDH)问题困难假设下,证明了非对称群密钥协商方案满足选择明文安全性。安全性分析显示所提方案能够保护车辆用户的身份和位置隐私,能够实现恶意车辆的合法追踪,保证通信的保密性、完整性和防假冒以及车载云动态管理的前向安全性。性能对比分析证明所...     

基于多层区块链的跨域认证方案

针对现有集中式身份认证方式在物联网应用场景下管理成本高、异构信任域之间的证书管理困难以及跨域认证场景下多信任域难以互相信任的问题,提出了一种基于多层区块链的跨域认证方案.使用本地区块链来进行物联网应用场景下分布式的节点管理,使用公共区块链来进行区块链之间的跨链身份认证,设计了跨域认证协议.针对跨域访问时存在的多个管理域相互信任问题,提出了基于信任度评价的委托权益证明(DPOS)来评估节点的可信度.最后对跨域认证方案进行了安全和效率分析,分析表明该方案在保证较好安全性和有效性的基础上,提升了跨域认证的效率.     

面向跨链系统的用户身份标识认证模型

随着区块链技术发展以及广泛应用,链与链之间交互成为关注焦点,跨链身份认证与管理是实现区块链可信交互的基础。针对当前跨链身份认证与管理中存在的安全性与性能不足问题,提出一种基于ECC-ZKP的面向跨链系统的用户身份标识认证模型。通过研究跨链身份标识模型,引入椭圆曲线加密算法和零知识证明,实现跨链身份标识注册、更新以及认证,为用户的跨链访问、通信提供可信身份认证服务。分析与测试结果表明,该方案具有较高的安全性,且在处理效率、资源利用率方面表现较好。     

基于假名的智能交通条件隐私保护认证协议

在智能交通、无人驾驶等场景中,车辆节点与路边设施进行数据交换以实现车路协同,有助于提高交通安全、缓解交通拥堵.但该场景下的数据交换面临很多安全问题,隐私泄露是其中的主要安全风险之一.现有智能交通隐私保护方案多涉及复杂度较高的运算或需配置高成本的防篡改设备,效率较低,不能满足无人驾驶等智能交通应用的实时要求.为此,文章提...     

基于区块链技术的车联网高效匿名认证方案

针对车联网（IOV）中心化认证效率低和隐私保护差的问题，提出一种基于区块链技术的高效匿名认证方案。该方案基于IOV开放、自组织、快速移动的特点，利用区块链技术防篡改和分布式的特性来完成车辆临时身份的生成和区块链存储。车辆相互通信时，通过触发智能合约实现高效匿名的双向身份认证。实验结果表明，在认证效率上，与传统公钥基础设施（PKI）认证、假名授权身份认证相比，随着验证量的增加，所提方案的匿名身份认证的时延增长较慢，效率较高；在安全性能上，所提方案中存入区块链的临时身份具有不可篡改、不可否认、可追溯等特点。所提方案中，恶意车辆身份可回溯并进行权限控制，并且，公钥密码体制和数字签名技术保证了通信数据的保密性和完整性。     

RFID，GPS和GIS技术集成在交通智能监管系统中的应用研究*

为实现在城市复杂路网情况下对交通车辆的实时监控,并且能通过一定数量的车辆运行状态来判断道路交通的拥挤状况,采用射频识别技术(RFID)对道路上运行的车辆进行动态识别和数据信息交换;依靠全球定位系统(GPS)技术实时获得目标车辆的位置信息,并通过地理信息系统(GIS)将车辆的运行状况以及路网的交通状况以电子地图形式实时地展现给用户。将GPS、GIS与RFID技术综合应用于城市道路交通管理系统中,在此基础上设计出道路交通车辆的全程监控模型和系统框架。对交通监管的信息化建设具有一定的借鉴意义。     

基于区块链技术的车联网高效匿名认证方案

针对车联网（IOV）中心化认证效率低和隐私保护差的问题,提出一种基于区块链技术的高效匿名认证方案。该方案基于IOV开放、自组织、快速移动的特点,利用区块链技术防篡改和分布式的特性来完成车辆临时身份的生成和区块链存储。车辆相互通信时,通过触发智能合约实现高效匿名的双向身份认证。实验结果表明,在认证效率上,与传统公钥基础设施（PKI）认证、假名授权身份认证相比,随着验证量的增加,所提方案的匿名身份认证的时延增长较慢,效率较高;在安全性能上,所提方案中存入区块链的临时身份具有不可篡改、不可否认、可追溯等特点。所提方案中,恶意车辆身份可回溯并进行权限控制,并且,公钥密码体制和数字签名技术保证了通信数据的保密性和完整性。