近年来,汽车几乎已经成为了人们出行的首要选择,城市拥堵问题随之而来,交通事故发生的概率也急剧上升。为减少事故发生率,合理的管控交通状况,构建智能交通系统,许多专家学者开始致力于推进车辆智能化,车联网(Internet of Vehicles,Io V)应运而生。Io V有效的实现了车辆、道路、人与网络的多方交互,为驾驶员提供了更加安全、高效和节能的驾驶体验以及实时的交通信息。随着5G时代的到来,相比于过去的1G-4G,5G网络具有一系列无可比拟的优势,包括三大应用场景(增强移动宽带、海量物联、高可靠和低时延连接)和三大技术亮点(网络切片、边缘计算、网络功能虚拟化)。将5G网络与车联网技术相结合,可促进Io V更加智能化,车辆信息传输也更为高效。然而要构建完善的5G车联网架构,就不可避免的要考虑到安全和隐私问题,故为5G车辆网环境设计一种高效的安全通信协议是很有必要的。为设计出轻量级认证协议,更好的应用于5G车辆网环境,本文先是提出了一个新的无证书签密方案,基于椭圆曲线密码学方案进行设计,避免了双线性对和映射到点哈希函数这类计算较为昂贵的操作,且在随机预言机模型下证明了该方案的安全性,表明了我们的方案具有不可伪造性和机密性。在与几种现有的同类方案对比中,我们可以发现本方案无论是在签密阶段还是解签密阶段均具备高效性,计算开销得到了明显降低,存储开销方面,也有效减少了密钥尺寸。随后,本文介绍了5G-V2X的基本架构,由5G接入网、网络边缘、5G核心网和数据网络四个部分组成。概述了5G-V2X包含的通信类型,面临的威胁以所要完成的安全目标。最后,基于前面提到的无证书签密方案,本文设计了一个CLSC-CPPA协议,主要用于车辆间以及车辆和雾设备间的安全通信,且在批量传输阶段引入了雾计算,利用雾设备加快多个签密文的认证和解密过程,并对该协议进行了形式化的安全性分析,表明了CLSC-CPPA协议满足了数据机密性、条件隐私保护、不可链接性和抗重放攻击等安全性要求。在与其他现有的用于车辆通信的安全协议对比后,可发现我们的协议满足更多的功能特性,单个传输阶段以及批量传输阶段均具备更少的时间损耗。