【摘 要】
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物联网与5G通信技术的快速发展打破了信息壁垒,为建设未来智慧城市带来了无限可能,各个国家所出台的各项与智慧城市相关的政策,正在逐步提高人们的生活质量。在交通方面,车流量剧增所导致的各种交通事故使得人们的生命财产安全面临巨大的威胁。VANET作为未来智慧城市建设中的重要一环,通过车辆之间的信息互通,实现交通事件、路况变化等各类道路信息及时共享,以此提高道路行车安全。但是VANET自身极易遭受来自各方
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物联网与5G通信技术的快速发展打破了信息壁垒,为建设未来智慧城市带来了无限可能,各个国家所出台的各项与智慧城市相关的政策,正在逐步提高人们的生活质量。在交通方面,车流量剧增所导致的各种交通事故使得人们的生命财产安全面临巨大的威胁。VANET作为未来智慧城市建设中的重要一环,通过车辆之间的信息互通,实现交通事件、路况变化等各类道路信息及时共享,以此提高道路行车安全。但是VANET自身极易遭受来自各方面的安全威胁,因此需要设计一个安全高效的认证方案,避免恶意用户进入网络,抵御各类安全攻击。本文在车载自组织网络的组成结构与体系结构的基础上,根据VANET的各类安全需求,提出了一种高效安全的身份认证与群密钥管理方案。该方案主要包含以下几点贡献:1)保证通信安全,车辆与路边单元进行通信前,需要互相认证其是否具备由可信中心颁发的身份证书,防止未经认证的设备进入网络,对网络安全性造成威胁;2)确保用户隐私,车辆在通信过程中发送的所有信息均进行匿名化,用户可以在本地对涉及自身安全的信息进行匿名处理,避免中心化设备集中管理假名带来的弊端;3)提高认证效率,通过双线性映射的性质实现认证过程中的批量消息验证,对比现有方案可以更大程度降低车辆数量对验证速度的影响;4)动态群密钥管理,车辆在进入或离开区域时的动态群密钥管理方案,能够保证车辆之间安全通信的前提下提高通信效率,也适应了VANET频繁变化的网络拓扑结构。从形式化验证与非形式化验证两个方面说明了该方案的安全性,通过归约与随机预言模型进行形式化验证,并结合VANET的安全需求进行非形式化验证,说明该方案符合VANET的安全需求,能够抵御安全攻击。此外,在通信效率与通信成本上,通过与其他三个方案的实验对比,表明该方案在批验证上耗时更少的要求下能够维持较低的通信成本,具备通信效率高、通信成本低等特性,与VANET的短程通信性质具备良好的适配性。
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