[发明专利]一种车载自组网无证书聚合签名认证系统及方法

说明书

本发明涉及一种防恶意密钥生成的车载自组网无证书聚合签名认证系统，包括交通管理机构、密钥生成中心、密码累加器、车载单元和路边单元；所述密码累加器与交通管理机构、密钥生成中心和路边单元分别连接；所述路边单元与车载单元连接；所述交通管理机构与密钥生成中心共同生成公共参数。本发明可以有效防范恶意密钥生成中心造成的伪造攻击，避免了系统的巨大安全隐患。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，具体涉及一种防恶意密钥生成的车载自组网无证书聚合签名认证系统及方法。

背景技术

车载自组网由于通过广播安全信息为车辆和乘客提供安全高效的交通环境而备受关注。在车载自组网中，所有车辆都装载了用于存储和处理数据的硬件设备车载单元，用于车车通信和车对通信。路边单元是布置在道路两侧的基础设施。他们根据C-V2X标准，定期(100-300毫秒)广播有关交通状况的实时信息，收到信息的车辆可进一步根据交通信息做出及时、准确的响应，从而大幅提高行车安全性及效率，解放人的生产力，提供定制化服务，实现车辆自动驾驶、自动避撞、定位服务、娱乐系统等功能。

安全和隐私是车载自组网两个急需解决的关键问题。由于车载自组网的高移动性特性，不安全无线信道是车辆通信的主要媒介。但是，无线信道容易遭受伪造、重放、篡改等攻击。伪造或篡改的信息可能引发事故，对快速行驶的车辆驾驶员及乘客构成生命威胁。因此，必须准确保证车载自组网中传播消息的安全性。隐私是另一个亟待解决的重要问题。车辆周期性地将隐私信息(方向、位置、速度等)广播至周围实体，以进行实时协作通信，共享交通信息。然而，攻击者可能会截获无线信道中传输的消息。如果车辆的身份信息没有得到很好的保护，敏感信息(轨迹、访问记录等)将被泄露。对手可能进一步利用此类信息，严重威胁用户的生命和财产安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载自组网无证书聚合签名认证系统及方法，解决现有车载自组网无证书聚合签名认证协议无法有效解决密钥托管问题的现状。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防恶意密钥生成的车载自组网无证书聚合签名认证系统，包括交通管理机构、密钥生成中心、密码累加器、车载单元和路边单元；所述密码累加器与交通管理机构、、密钥生成中心和路边单元分别连接；所述路边单元与车载单元连接；所述交通管理机构与密钥生成中心共同生成公共参数。

进一步的，所述交通管理机构包括四种职责：

1)与密钥生成中心共同生成公共参数，并将系统参数广播给所有的实体；

2)当收到来自车载单元的注册请求时，为车辆生成假名，并将相应信息分别加入密码累加器、发送给密钥生成中心；

3)维护密码累加器，将合法车辆单元的假名、部分公钥添加到密码累加器中用于签名者身份；

4)当收到关于用户的投诉时，根据假名计算车辆的真实身份。

进一步的，所述密钥生成中心,与交通管理机构共同生成公共参数，并将系统参数广播给所有的实体，当收到来自交通管理机构的注册信息时，为车辆单元生成签名所需的部分公、私钥对，并返回给注册车辆单元。

进一步的，所述路边单元是部署在道路两侧的半可信基础设施，负责车辆交通数据包的接收与转发，同时是车辆与交通管理机构或密钥生成中心通信的中间设施。

一种防恶意密钥生成的车载自组网无证书聚合签名认证方法，包括以下步骤：

S101:交通管理机构和密钥生成中心共同生成系统公开参数、各自的公、私钥对，将系统公开参数和双方公钥公开，秘密保存各自私钥；

S102:车辆部分公、私钥对，将部分公钥及个人身份信息发送给交通管理机构进行身份注册；