摘要：V2X通信技术作为车联网的支撑技术之一，能够加强车辆网络中的连接性，提高车联网中的信息交互效率，因此受到了社会各界的广泛关注。而怎样保障V2X通信中的身份隐私并完成安全通信是当前技术急需解决的问题。当前的主流技术大多都是利用认证体制实现V2X的通信安全，但这种方式仍然存在隐私泄露的风险。所以为了能够更为有效的解决这些问题，本文针对当前车联网面临的安全威胁提出了基于无证书签密的安全通信方案。

本文通过对当今车联网的发展背景和形式的了解，将车联网安全通信方案作为主要研究对象，通过对密码学相关知识的学习和了解，并对传统的加密方法进行对比，最后选择了其中性能较为优异的假名机制与无证书体制来实现方案安全性。同时根据当前V2X通信技术路线的特点，选择了更适合本方案的通信协议。本文根据研究车联网中存在的安全威胁分析得出了当今技术中需要满足的安全需求，立足于保障车联网的安全通信和隐私保护，提出了效率较为可观的V2X通信隐私保护机制。本文提出的方案将无证书签密机制应用于车联网安全通信，并将假名与无证书签密机制相结合，在确保本方案中用户隐私和通信安全的前提下，降低了方案的通信开销，并且同时也引用了批验证的方法进一步提升了本方案的验证效率。本文最后对方案进行了安全性证明并从通信开销的角度与现有的一些方案进行了对比。

关键词：车联网；安全通信；隐私保护

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 课题研究的背景及意义-1

1.1.1 车联网的研究背景及意义-1

1.1.2 V2X通信技术的发展及意义-1

1.1.3 V2X通信中的安全问题-1

1.2 课题研究的现状-2

1.2.1 DSRC的研究现状-2

1.2.2C-V2X的研究现状-2

1.3 课题的研究目标-3

1.4 论文内容和篇章结构-3

第二章  车联网简介及相关技术-4

2.1 车联网介绍-4

2.1.1 车联网概述-4

2.1.2 车联网特点-5

2.1.3 车联网通信模型-5

2.2 车联网安全问题-6

2.2.1 车联网的安全威胁-6

2.2.2 车联网隐私威胁-7

2.2.3 车联网安全需求-8

2.3 密码学原理-8

2.3.1 安全性质和算法-8

2.3.2 双线性对-10

2.3.3 椭圆曲线密码-11

2.4 本章小结-11

第三章  基于无证书的签密体制-12

3.1 签密体制的安全性-12

3.2 无证书密签-13

3.3 基于无证书密签体制的形式化定义-13

3.4 基于无证书密签算法的安全模型-14

3.5 本章小结-16

第四章  基于无证书签密的车联网安全通信方案-17

4.1 方案模型-17

4.1.1 方案的系统模型-17

4.1.2 方案的安全模型-18

4.2 方案的详细过程-18

4.2.1 系统的初始化-18

4.2.2 用户假名的生成-18

4.2.3 车辆假名相关密钥生成-19

4.2.4 消息签密-19

4.2.5 消息解签密-19

4.2.6 消息验证-19

4.3 正确性分析-20

4.3.1 解密的正确性-20

4.3.2 验证的正确性-20

4.4 安全性的证明与分析-21

4.4.1 安全性证明-21

4.4.2 方案安全性分析-24

4.5 性能比较-25

4.6 本章小结-26

第五章  总结与展望-27

5.1 总结-27

5.2 展望-27

参考文献-28

致  谢-30