车载自组织网络（VANETs,简称车载网）被认为是一种很有前途的提高运输系统效率和安全性的技术。随着车载网技术的发展,车辆用户可以在行驶过程中享受到更多的互联网服务,如下载各种多媒体文件、进行停车预定等。由于车载网技术的不断发展和人们生活的需求不断提高,在各种应用服务场景中,通信数据量都呈现爆炸式增长,因此传统的云计算技术已经无法满足海量数据的实时处理,雾计算作为传统云计算概念的补充和延伸被提出。雾计算具有低时延、可伸缩和实时互动等特性,为处理基于车载网的互联网服务应用的大数据处理带来了新的解决思路。然而,由于雾计算应用一般部署在网络基础设施附近,导致应用面临着诸多信息安全威胁,如来自附近车辆、网络基础设施的隐私窃取、假冒和虚假消息等攻击。因此在车载网环境中基于雾计算构造安全的应用协议,以确保当中实体的隐私安全,并同时保障人们的服务需求成为当前车载网信息安全领域的研究热点。本文通过分析车载网中基于雾计算两种不同的应用场景——合作下载大文件及智能停车的服务需求,提出了两种基于雾计算的车载网安全通信应用解决方案,在此基础上研究了这两种应用通信协议的安全与隐私保护问题,以满足车载网应用的安全需求。其主要工作如下:1.提出了一种车载网中基于雾计算的高速公路合作下载方案·首先总结了车载网中基于雾计算的合作下载的应用安全威胁和应用需求。现有的合作下载方案面临着如何选择最可靠的代理车辆、允许灵活的数据下载和验证文件块/辅助车辆的顺序的挑战。·然后具体分析了合作下载方案的系统框架和安全设计目标。基于雾计算的架构,提出了一种使用信誉选择机制和有序签名的安全、健壮、灵活的合作下载方案。参与方案的车辆分客户车辆、代理车辆和辅助车辆。客户车辆是合作下载任务的发起者,客户车辆请求下载的文件将在代理车辆的帮助下通过分布式路边单元从文件服务器进行下载,代理车辆将在辅助车辆的帮助下将文件转发给客户车辆。方案设计了一种基于信誉的选择机制,只有具有最高预期下载容量的车辆才会被选择为代理车辆来完成合作下载,避免选择不可靠的代理车辆从而导致的下载失败。通过将文件分成小块实现了灵活的数据下载,代理车辆可以根据自身的车况灵活地改变文件数据的下载容量大小。方案除了满足了传统的身份认证、隐私保护和消息的机密性,还提出了一种新的认证需求——过程认证,即使用有序签名验证文件块和辅助车辆的顺序。并通过安全性分析、性能评估和实验分析了该应用解决方案的实践意义。2.提出了一种车载网中基于雾计算的智能停车方案·首先总结了车载网中基于雾计算的智能停车方案的应用安全威胁和应用需求。现有的智能停车方案存在“多预约攻击”问题,即车辆为了自己的利益,同时预定多个停车位,这样会导致不公平及资源浪费。还存在车辆恶意占位和不诚实的停车场声称自己有比实际情况更多的停车位等安全问题。·然后具体分析了智能停车方案的系统框架和安全设计目标。基于雾计算的架构,引入区块链技术,提出了一种安全可靠的智能停车方案。方案除了实现了传统的身份认证、隐私保护和消息机密性要求,还旨在解决现有停车方案中存在的“多预约攻击”。应用两种类型的区块链,提出了一种解决车辆恶意占位问题的方案,同时消除车辆对停车场的不信任。通过安全性分析、性能分析和实验评估了该应用协议的可行性。