[发明专利]一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法

权利要求书

1.一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)权威中心进行初始化，生成重要参数；

(2)车辆向权威中心进行认证；

(3)基于车载电源电压提取真随机数；

(4)车辆根据成功得到的主密钥MK、广播中获得的PK和自身的属性集合S生成私钥SK；

(5)车辆信息发送方根据访问树P、PK和MK对消息M进行加密并把数据上传云服务器；

(6)车辆节点从云服务器下载密文并进行解密，如符合车辆发送方的访问策略则可以成功解密获得明文。

2.根据权利要求1所述的一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，其特征在于，步骤(1)权威中心进行初始化，生成重要参数，其步骤如下：

步骤1.1权威中心输入安全参数λ，选择一个阶为p,生成元为g的加法群G和乘法群G₁并且定义双线性映射e:G×G→G₁；

步骤1.2权威中心随机选择y,θ,α,β∈Z_p，生成公共参数PK＝((p,g,G,G₁,e),θ,α,β,e(g,g)^y)和主密钥MK＝y；

步骤1.3权威中心在网络中对公共参数进行广播。

3.根据权利要求1所述的一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，其特征在于，步骤(2)车辆向权威中心进行认证，其步骤如下：

步骤2.1车辆节点向权威中心发起注册申请并发送签名和证书；

步骤2.2权威中心通过签名和证书验证车辆节点身份的合法性，并为身份合法的车辆节点发送用以生成解密私钥的主密钥MK＝y。

4.根据权利要求1所述的一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，其特征在于，步骤(3)基于车载电源电压提取随机数，其步骤如下：

步骤3.1对车载电源电压变化过程进行分析，发现车载电源电压的变化过程是一个具有马尔科夫特性的随机过程；

步骤3.2利用示波器采集车载电源的电压噪声，设置示波器的采集周期为1s，因为该周期既保证了有用数据不严重丢失，又保证了合适的变化量；

步骤3.3将示波器得到的采样值利用模数转换器转换成数字序列，其中根据不同环境设置不同阈值，通过比较采样值与阈值的高低来产生数字信号0或1；

步骤3.4为了使数字序列服从均匀分布和具有良好的统计特性，将得到的数字信号进行后处理，为了提高效率，采用简单的异或链对得到的数字信号进行异或操作，再将得到的数据进行哈希运算，将处理后的数据，即最终随机数存入随机数池中，等待车辆节点的提取。

5.根据权利要求1所述的一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，其特征在于，步骤(4)车辆根据成功得到的主密钥MK、广播中获得的PK和自身的属性集合S生成私钥，其步骤如下：

步骤4.1为了保护车辆的隐私，对属性a_i∈S进行哈希并记为H(a_i)；

步骤4.2车辆节点选择一个随机数t∈Z_p，并计算D₁＝g^y+β^t,D₂＝g^t；

步骤4.3车辆节点为每个属性选择随机数t_i∈Z_p，并计算

步骤4.4车辆节点的私钥SK按照如下公式进行构造：