[发明专利]一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法

说明书

本发明提供了一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，其主要步骤包括以下几个方面：1)权威中心进行初始化，生成必要参数。2)车辆向权威中心进行注册申请以获得重要参数。3)利用车载电源电压生成的真随机数和获得的参数对信息进行加密并上传云服务器。4)其他车辆从云服务器中下载密文并进行解密获得数据。真随机数不仅具有良好的统计特性还满足不可预测性，本发明基于车载电源电压提取的真随机数作为生成密文的重要参数具有很高的安全性，并且本发明设计出一种访问策略隐藏的密文属性基加密方案，将车辆的属性进行隐藏，达到了保护车辆隐私的效果。

技术领域

本发明涉及智能网联汽车、车内通信技术和密码学，尤其涉及车联网领域。

背景技术

随着计算机技术、网络技术和汽车产业的融合，智能网联汽车已然成为未来竞争焦点，智能网联汽车的不断发展也意味着，我们正迈入车联网时代，车联网即通过智能车搭载的智能设备与无线通信技术相融合，实现车与人、车、路和信息网络平台的信息交互，降低事故风险、提高交通运行效率和提供更舒适的驾驶环境。虽然车联网为智能交通和我们的生活提供了很大的便利，但是也面临着严峻的信息安全挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方案，在实现保护车联网数据隐私的同时，达到实现细粒度的访问控制的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于真随机数的车联网隐私保护通信方法，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。

进一步，所述步骤(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。

进一步，所述步骤(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。

进一步，所述步骤(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。