[发明专利]基于车载短距离通信网的消息认证及群组密钥协商方法

摘要

本发明的基于车载短距离通信网的消息认证及群组密钥协商方法，是利用设置于路口处的路侧节点检测信号灯的状态，红灯时，将地理位置信息相同、行驶方向相同的一组车辆组成群组，并通过证书授权中心对群组中的车载节点进行认证，向认证通过的车载节点分发密钥，群组中的车载节点利用分发的密钥通过群组密码的协商过程生成组密码，进而可利用组密码实现车载节点之间的保密通信。本发明利用了V2X网络的特性，如路侧节点的特点、车载节点在红灯亮时处于停止等待状态、各车载节点地位平等等，在V2X网中实现了车载节点的消息认证与群组密钥协商过程，提高了V2X网络的安全性。

主权项

1.基于车载短距离通信网的消息认证及群组密钥协商方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：路侧节点检测到红灯亮，向停止状态的车载节点发送包括群组标识码、地理位置信息、红灯禁行方向的群组标识消息，具有相同地理位置信息及行驶方向的N个车载节点组成群组；S2：群组中的车载节点向路侧节点发送申请认证消息，路侧节点通过证书授权中心验证车载节点的证书合法性；S3：路侧节点向通过认证的车载节点V_i发送分发密钥消息(n，g，h，S_i)，其中，(n，g，h)是公共信息，S_i是向车载节点V_i分发的密钥，n＝p₁*p₂，p₁和p₂是路侧节点选择的大素数，g是的一个元，是模为n的既约剩余类，h是哈希函数，EVIN_i＝h(VIN_i)，d是路侧节点的密钥，VIN_i是车载节点V_i的唯一标识，i＝1，2，……，N；S4：车载节点V_i收到分发密钥消息(n，g，h，S_i)，利用随机函数生成随机数x_i，然后利用公共信息及分发的密钥，计算A_i和B_i，其中，车载节点V_i向周围节点广播群组协商消息，该群组协商消息包括群组标识码及生成的A_i、B_i；S5：车载节点V_i接收到群组中车载节点V_j广播的群组协商消息后，通过计算验证车载节点V_j的合法性，其中，j＝1，…N，i≠j；S6：车载节点V_j验证通过，车载节点V_i计算本节点与车载节点V_j之间的互密钥并进一步计算出群组中所有车载节点与本节点之间的互密钥的最小公倍数lcm_i；S7：车载节点V_i利用随机函数生成随机数k_i，然后计算crt_i＝k_imod lcm_i，并向周围节点广播协商密码消息，该协商密码消息包括群组标识码及生成的crt_i；S8：车载节点V_i接收到群组中车载节点V_j的协商密码消息后，利用车载节点V_j的crt_j，计算k_j＝crt_jmod m_ij；S9：车载节点V_i接收到群组中所有车载节点的协商密码消息后，计算获得最终的组密钥。