车联网通过车与车、车与路等实体之间的相互联系,实现信息共享,以此提高交通效率。但攻击者可以通过无线信道窃取、篡改车辆发送的消息,从而破坏车联网的正常通信,威胁车联网的安全,并有可能引发严重的交通事故。由于车辆的高速移动性,使得节点之间的通信必须在有效时间内得到认证,因此,设计安全高效的车联网消息认证方案尤为重要。本文利用边缘计算和聚合签名等技术,结合基于身份的密码体制、异构聚合签密和无证书聚合签名等体制,提出了三个车联网消息认证方案,主要工作如下:⑴针对车联网中消息认证效率低和响应时间延迟高等问题,提出了一个基于身份的车联网消息认证方案。该方案引入边缘计算技术,实现了在网络边缘对消息的快速处理。分析结果表明,该方案满足车联网的不可伪造性和抗重放攻击,在签名验证阶段具有较少的计算开销和通信开销。⑵针对车联网中消息的完整性验证和机密性等安全需求,提出了一个基于异构聚合签密的车联网消息认证方案。该方案利用签密技术在一个逻辑步骤内同时执行签名和加密操作,其计算效率高于传统的“先签名后加密”方法,实现了从无证书密码体制到基于身份密码体制的安全通信。⑶针对车联网中计算开销和通信开销过大等问题,提出了一个基于无证书聚合签名的车联网消息认证方案。无证书密码体制解决了证书管理问题和密钥托管问题,利用聚合签名提高了签名的验证效率。该方案不需要复杂的双线性对运算,大大提高了消息验证的计算效率。在随机预言模型下,证明了该方案满足不可伪造性。