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近年来,随着全国汽车保有量的增加,道路交通事故频频发生,为了减少交通事故、缓解交通拥堵并实现责任追溯,车载自组织网络(VANET)技术得到迅速发展与应用,车辆可以通过无线网络信道实现对当前路段数据的发送与接收。然而,在传统的通信认证过程中,被验证方通常会发送自己的身份信息来完成认证,尽管这可以有效地避免伪造、篡改、事后否认等安全威胁,但仍存在着身份隐私泄漏、效率低下等问题。同时,车辆每一次上传的数据中都带有位置和时间标签,使用户的社会关系、生活习惯、经济条件等敏感信息受到极大威胁。此外,考虑到图片、视频、文本文件等非结构化数据存在大量冗余,海量数据的收发与存储也比必然为云存储空间及带宽的利用带来巨大压力。为了提高存储效率,节省通信花费并降低管理开销,数据去重不失为一种可行且有效的数据处理技术。然而在数据去重过程中常常面临暴力字典攻击等问题。另一方面,考虑到车辆用户对云端数据的所有权和管理权分离,以及VANET中开放且复杂的网络通信环境,也导致车辆用户在云端数据去重过程中面临访问控制的安全威胁,攻击者能够凭借单一的文件标签获得文件的下载权。本文针对如何在车联网中实现安全的云数据去重展开研究,主要工作如下:
(1)针对在VANET云中存在的身份隐私泄露问题,我们分析需求设计了一个高效的匿名认证方案,利用哈希函数的性质来完成消息源的鉴别,让可信中心能够实现对车辆、路测单元、云服务器的聚合认证。利用假名的方式来匿名车辆身份,且对存在恶意行为的车辆,可信中心能在短时间内追溯到车辆的真实身份。我们的方案不仅能够满足匿名认证中所要求的安全需求,并且由于主要的哈希计算简单,所以在很大程度上提高了身份认证的效率。
(2)针对在VANET云中如何安全的实现数据去重问题,我们分析需求设计了一个高效的安全数据去重方案,在上述匿名认证的基础上,我们利用一系列密钥服务器协同签署盲化后的文件散列值来作为收敛密钥,其中由于门限秘密共享的特性,这种密钥不能被少数与云勾结的密钥服务器所复制。同时,由于密钥服务器的签名是通过语义安全加密算法盲目生成的,因此文件的任何信息都不会暴露给任何签名者,因此保证了数据的机密性,避免暴力字典攻击。此外,我们还利用BloomFilter构建了一个文件所有权证明,它能够以压倒性的概率排除未经授权的用户。通过安全性证明及性能分析结果表明,我们的方案不仅满足VANET云数据去重的安全需求,而且具有很高的效率。
本文的创新点包括:(1)利用消息认证和基于中国剩余定理的群密钥协商机制,设计了一个带有聚合认证的匿名认证方案。(2)在匿名认证的基础上,引入第三方多密钥服务器,利用基于中国剩余定理的秘密共享机制与文件协同产生收敛密钥,利用BloomFilter构建一个文件所有权证明,来防止未授权的用户凭借单一的哈希值获取文件的下载权。
(1)针对在VANET云中存在的身份隐私泄露问题,我们分析需求设计了一个高效的匿名认证方案,利用哈希函数的性质来完成消息源的鉴别,让可信中心能够实现对车辆、路测单元、云服务器的聚合认证。利用假名的方式来匿名车辆身份,且对存在恶意行为的车辆,可信中心能在短时间内追溯到车辆的真实身份。我们的方案不仅能够满足匿名认证中所要求的安全需求,并且由于主要的哈希计算简单,所以在很大程度上提高了身份认证的效率。
(2)针对在VANET云中如何安全的实现数据去重问题,我们分析需求设计了一个高效的安全数据去重方案,在上述匿名认证的基础上,我们利用一系列密钥服务器协同签署盲化后的文件散列值来作为收敛密钥,其中由于门限秘密共享的特性,这种密钥不能被少数与云勾结的密钥服务器所复制。同时,由于密钥服务器的签名是通过语义安全加密算法盲目生成的,因此文件的任何信息都不会暴露给任何签名者,因此保证了数据的机密性,避免暴力字典攻击。此外,我们还利用BloomFilter构建了一个文件所有权证明,它能够以压倒性的概率排除未经授权的用户。通过安全性证明及性能分析结果表明,我们的方案不仅满足VANET云数据去重的安全需求,而且具有很高的效率。
本文的创新点包括:(1)利用消息认证和基于中国剩余定理的群密钥协商机制,设计了一个带有聚合认证的匿名认证方案。(2)在匿名认证的基础上,引入第三方多密钥服务器,利用基于中国剩余定理的秘密共享机制与文件协同产生收敛密钥,利用BloomFilter构建一个文件所有权证明,来防止未授权的用户凭借单一的哈希值获取文件的下载权。