[发明专利]车辆假名更换方法、设备和计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种车辆假名更换方法、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括当车辆进入车载自组织网络后，可信第三方对车辆进行注册，获得假名及证书；可信第三方对基站和路边单元进行注册，获得公钥和私钥，基站计算有效基站公钥；当车辆进入路边单元的信号覆盖范围时，车辆与路边单元对彼此的合法性进行确认；车辆通过路边单元向基站申请，得到基站的覆盖范围内有效的假名、证书和基站密钥；若车辆处于行驶状态，则车辆定期广播基本安全消息，根据附近车辆的行驶状态进行假名更换。以此方式，在没有RSU参与的情况下，通过与周围车辆的协作，独立地计算出合法的假名证书；车辆可以独立判断假名变更的条件，增强后续假名更换协议的安全性。

技术领域

本发明一般涉及智能交通领域，并且更具体地，涉及一种车辆假名更换方法、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）被认为是下一代城市交通发展和管理的重要组成部分，它集成了多种先进技术（如传感器技术、智能控制技术），为驾驶员和行人提供便利。由于能够保持稳定的网络通信环境和提供多样化的服务，车载自组织网络（Vehicle Ad-hoc Network, VANETs）作为ITS的重要组成部分，越来越受到人们的关注。根据当前城市交通的特点（车辆快速移动、交通分布不均），VANETs制定了符合未来智能交通发展的标准，并解决了以下问题：（1）快速拓扑变化。由于车速的不稳定性，快速变化的网络拓扑结构对VANETs提供稳定的网络通信服务提出了更高的要求；（2）非静态网络密度。快速的拓扑变化导致路边单元（Roadside Unit， RSU）的服务强度不断变化，导致对车辆请求的响应延迟。另外，网络密度引起的信噪比不稳定也会影响通信的稳定性；（3）无线通信环境。由于无线媒体的特性，通信信息的安全性很难得到有效的保护；（4）车辆的计算能力和存储量低。有限的计算和存储意味着车辆需要尽可能避免执行大量计算或存储过多数据。

为了保障车辆在VANETs中的行驶安全，车辆需要定期向周围其他车辆和RSU发送基本安全信息（Basic Safety Message，BSM），包括当前位置、速度、标识符等。BSM保证车辆意识到危险并及时做出适当的抉择。然而，如果通信范围内存在攻击者，这些攻击者能够通过对BSM的窃听来收集和聚合接收到的数据。因此，造成车辆的位置隐私安全和车主的个人隐私受到威胁。为了保护车辆位置隐私，IEEE1609.2标准建议用假名代替真实身份来解决上述问题。通过使用假名，除了权力机构外，任何实体都无法知道给定个体的真实身份。因此，攻击者无法利用车辆的真实身份获得车主的隐私。然而，如果没有有效的策略来支持假名更换，攻击者仍然会通过长时间跟踪车辆，并通过将新的假名与旧的假名链接来侵犯车辆的位置隐私。

当前，主流的假名更换策略包括基于Mix-zone的假名更换策略和基于Mix-context的假名更换策略。在基于Mix-zone的假名更换策略中，车辆通常被要求在固定的路段内更换假名。这些路段通常需要部署RSU，通过密码学机制形成一个封闭的通信网，被RSU认证的合法车辆能够在该区域内同时更换假名，从而混淆新旧假名的关联，进而保护车辆的位置隐私。基于Mix-context策略支持车辆自主选择更换假名的时间和位置。基于BSM，车辆能够获知周围车辆的行驶状态，当存在足够多的行驶状态相似的车辆时，这些车辆能够通过合作共同更换假名。

然而，基于Mix-zone的假名更换策略由于只能在固定的区域内更换假名，在很多场景中，车辆由于没有达到RSU的通信范围内，无法及时更换假名。在基于Mix-context策略中，假名更换发起的车辆通常要消耗大量的通信和计算开销，且很难确保存在足够的车辆参与假名更换的合作。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种车辆假名更换方案。本方案中，车辆能够在多种场景下自主更换假名，保护位置隐私。

在本发明的第一方面，提供了一种车辆假名更换方法。所述方法，包括：

可信第三方生成系统参数，并进行广播；