[发明专利]一种基于重加密和假名交换的位置服务算法

说明书

本发明公开了车载网络技术领域的一种基于重加密和假名交换的位置服务算法，包括如下步骤：S1：建立系统模型；S2：建立基于身份加密和签名函数；S3：初始阶段S4：轨迹共享；S5：消息传输；S6：基于车辆行为相似的假名交换机制，用户利用基于身份信息对轨迹数据进行加密，再传输至交通信息中心，交通信息中心再加密将用户的轨迹数据传输至相应的RSU，进而由这些RSU为用户提供位置服务。此外，该算法采用基于行为相似的假名交换策略，防御假名连接攻击，保护用户的位置隐私，用户在通信过程中，搜索与自己行为相似的车辆，并与这些车辆交换假名，进而泛化自己的位置信息，降低被跟踪的概率。

技术领域

本发明涉及车载网络技术领域，具体为一种基于重加密和假名交换的位置服务算法。

背景技术

车载网络(VehicleAd Hoc Networks，VANETs)是运行于道路上的新型移动自组织网络(MobileAd Hoc Network，MANET)，在提高车辆行驶安全和疏导交通流量方面发挥了重要作用。通过安装车装单元，使得车辆能够与邻居设备(车辆、旁边设备)完成通信。通过车辆间(Vehicle-to-Vehicle，V2V)、车与旁边设备(Vehicle-to-Road Side Unit，V2R)通信，提高车辆对周围环境的认知能力。

作为最有前景应用，基于位置服务(Location-based Service，LBS)为车辆传递价值信息，包括兴趣点查询、广告推送和娱乐游戏。依据车辆的轨迹，能够提高位置服务的效率。如图1所示，假定sRSU₁附近区域是车辆的社区热点区域。sRSU₁收集热点区域信息，并给车辆提供位置服务。基于轨迹传输消息策略，首先，sRSU₁知晓车辆的行驶路径，然后依据的轨迹，sRSU₁将价值信息通过RSU₁和RSU₂沿路传输至

然而，轨迹信息的传递加大泄露位置隐私泄露的风险。造成用户位置隐私泄露的主要原因是位置服务提供商利用数据挖掘等技术从用户提交的位置信息中非法获取用户的个人敏感信息，如家庭/工作地址、个人嗜好、生活习惯等。

车辆的行驶路线或车辆的位置信息属用户(行驶人)的私人信息，而位置隐私是VANETs的安全要求的重要组成部分。在基于轨迹消息传输方案中，如果车辆需要与在热点区域的sRSU共享自己的行驶路线，这就需要保护用户的位置隐私信息。即在不泄露自己位置隐私的基础上，如何与sRSU共享自己的行驶轨迹。换而言之，行驶轨迹只能传输至已授权的sRSU，而不能暴露给其他设备(车辆、RSU等)。

现有的多数车辆通信隐私保护策略都是基于别名机制的匿名认证。Jeong为基于轨迹的消息传输提出模型结构，但是这是基于一个控制中心，并由控制中心维持车辆的轨迹。但是，从行驶员(用户)角度，控制中心本身也存在安全问题，同时，用户想由自己控制哪些设备能够接入它的行驶轨迹数据，而不是由控制中心控制。

此外，假名是分配给车辆的匿名公钥证书，它既可以证明公钥的合法性，又不包含车辆任何身份信息。因此，利用假名策略可以提高保护用户隐私的性能。但是，如果车辆长时间使用同一个假名，那么跟踪者可以根据信标消息中的假名信息关联车辆的行驶轨迹，从而暴露了车辆的位置隐私。为了避免泄露位置隐私，车辆不再使用同一假名，而是通过不断改变假名来迷惑跟踪者。

基于此，本发明设计了一种基于重加密和假名交换的位置服务算法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于重加密和假名交换的位置服务算法，用户利用基于身份信息对轨迹数据进行加密，再传输至交通信息中心。交通信息中心再加密将用户的轨迹数据传输至相应的RSU，进而由这些RSU为用户提供位置服务。此外，该算法采用基于行为相似的假名交换策略，防御假名连接攻击，保护用户的位置隐私。用户在通信过程中，搜索与自己行为相似的车辆，并与这些车辆交换假名，进而泛化自己的位置信息，降低被跟踪的概率。