基于同态技术的车联网安全数据聚合方法研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leegimars
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在VANET的数据聚合中,将多个车辆节点的数据进行融合可以有效降低网络传输的负载,提高各类型VANET基于数据服务的运行效率,但是随着各车辆隐私数据的聚合,各车辆节点所具备隐私信息也会被泄露。另一方面,在数据聚合的过程中,虚假或者无效的数据会对聚合的过程产生严重的影响,甚至于破坏道路交通的运行规则,造成恶性交通事故。本文基于全同态加密对VANET中安全数据聚合过程进行了研究,研究内容包括:(1)利用NTRU加密算法和RLWE困难性假设设计了一个同态批认证机制,利用NTRU变种方案的同态性质,使用其乘法与加法同态,将由不同密钥签名的证书进行融合认证。该方案与传统的基于ECC的批认证不同,其安全性可以规约到格上的困难性问题,同时,由于NTRU在计算性能上的优势,也能保证其在计算上的高效性。(2)基于MFHE的同态数据聚合机制设计。在GSW方案的基础上,为了保证在多密钥同态加密条件能够实现安全的解密,Mukherjee P和Wichs D提出了相应的2轮MPC协议,在协议的基础理论构成中,提出了同态部分解密机制。为了实现VANET下,动态拓扑的同态聚合计算,对其作出了改进,引进了线性秘密共享机制,对参与计算的每个节点的私钥进行了分享计算,同时,为了保证其计算的安全性,与部分解密机制相融合,加入了噪音混淆。(3)VANET安全数据聚合协议设计。在以上签名机制和部分解密机制的基础上,本文对VANET安全数据聚合协议进行了再设计。协议分为两个阶段:验证阶段和聚合阶段。其验证阶段为了保证数据的可靠性,对收到的信息进行单个验证或者批验证的方式;其聚合阶段,对收到的数据进行同态计算,得到聚合结果。本文的创新点:(1)利用NTRU加密算法和RLWE困难性假设设计了一个带有批认证的签名算法;(2)在GSW方案的基础上,引进了线性秘密共享机制,对参与计算的每个节点的私钥进行了分享计算,实现了部分解密的变种方案;(3)在带有批认证的同态签名机制和变种部分解密机制的基础上,重新设计了一个VANET安全数据聚合协议。
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