[发明专利]一种均分RSU计算量的车辆身份认证方法

说明书

技术领域

本发明涉及车联网技术，具体涉及一种均分RSU计算量的车辆身份认证方法。

背景技术

随着我国汽车的普及和道路交通跨越式发展，汽车制造商和通信服务商在车辆和道路边布设通信设施来为道路上的车辆提供各种服务，以提高驾驶安全性和驾乘人员舒适度，并优化交通。这种布设在车辆上的设备叫做车载单元OBU(Onboard Units)，布设在道路边的设备叫做路边单元RSU(Roadside Units)，构建了车载自组网VANET(Vehicle Ad Hoc Network)。VANET包含两种通信：车辆与车辆间的通信V2V(Vehicle To Vehicle)和车辆与基础设施间的通信V2I(Vehicle To Instruction)。一般的，路边单元RSU间也会通过有线方式连接，形成网络。

因为VANET是一个开放式网络，所以容易遭受各种攻击，如伪造签名、中间人攻击、消息篡改等。车载网络只有在消息可靠的情况下才能起到提高驾乘舒适和安全性，改善交通状况的作用。缺乏消息认证机制的车在网络很容易被攻击者利用，发布虚假消息，对交通状况和行车安全造成很大的威胁，所以在VANET中对网络中的消息进行认证十分重要。然而，VANET的动态性、链路寿命短和网络拓扑机构不稳定等因素致使网络中的消息认证与传统网络中的有很大的区别。如：在VANET环境中，一个RSU会同时接受到周围的很多车辆发送的消息包，系统应用要求RSU能在短时间内对消息进行验证、处理和传输。因此，在VANET中，RSU对车辆发送的消息进行身份验证很重要。

实际应用中，一般在道路两侧等间距布设RSU，在交叉路口、停车场和高速公路出入口等重点区域加设RSU分担车辆身份认证的计算量，以保证在车辆密集时的服务质量。但是，很多时候RSU仍然承担过大的计算量，从而降低了服务质量。分析其原因，主要有两点：第一，车辆的分布状况具有很大的随机性，受时间和地点的影响。第二，车辆的分布状况还受到一些突发事件的影响。例如：车祸导致的道路堵塞，车辆密度大。这些原因都会导致某些RSU周围的车辆数量超出RSU所能服务的车辆数量。因此，传统的RSU对服务区域内车辆进行身份认证的方法有事不能保证服务质量和系统的安全可靠。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于现有技术存在的不足，提出一种均分RSU计算量的车辆身份认证方法，以提高车辆身份认证效率，保障系统的稳定性和提高服务质量。

技术方案：本发明所述的一种均分RSU计算量的车辆身份认证方法，包括以下步骤：

(1)安装于车辆V_i的车载单元OBU_i计算并标记发送消息的消息处理级别，然后生成消息及消息处理级别的签名，发送给附近的RSU；车载单元OBU_i中存储有密钥、服务级别和消息类型标记规则；

(2)区域服务器LS协调其区域内的RSU，指定各RSU的本地处理级别并形成RSU对；

(3)每个RSU对包含一个委托RSU_j和代计算RSU_j，代计算RSU_j协助委托RSU_j实现对车辆的身份认证。

进一步的，所述步骤(1)中车辆V_i产生待发送消息M_i，车载单元OBU_i标记并发送此消息的具体过程如下：

(11)车载单元OBU_i计算消息M_i的处理级别P_Mi，P_Mi＝T_Mi|(C_Mi*S_i)，C_Mi为消息类型级别，S_i为服务级别，T_Mi为消息应答类型且T_Mi∈{0,1}，即若车载单元OBU_i发送的消息无需应答或返回，则T_Mi取值为0，若需要应答或返回确认，则T_Mi取值为1；

(12)车载单元OBU_i对消息M_i和消息的处理级别P_Mi生成一个数字摘要H_Mi＝hash(M_i||P_Mi)；