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车辆自组织网络中消息认证的研究
| 论文题名： | 车辆自组织网络中消息认证的研究 |
| 关键词： | 车辆自组织网络;数字签名;小指数测试;消息认证;加密技术;安全性 |
| 摘要： | 近年来，由于城市车辆的迅速增加，给人们带来了诸如交通事故、交通阻塞、能源损耗等严峻问题。旨在减少这些问题的车辆自组织网络(Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs)已成为各国学者研究的热门课题。VANETs在安全理论研究方面的主要内容包括车主信息的隐私保护问题，车辆间传输的消息的认证问题(包括消息认证和消息源认证)，以及网络中各种服务问题(如电子收费、娱乐下载、网络接入等)。 因为VANETs是一个开放式网络，所以容易遭受各种攻击，如中间人攻击、伪造签名、消息篡改等。为了避免这些攻击，对网络中的消息进行认证是十分必要的。然而由于VANETs的动态性、网络拓扑结构的不稳定、链路寿命短等特性，致使网络中的消息认证与传统的消息认证有着一定的区别。比如说，VANETs中的车辆在很短时间内会收到来自附近车辆数以千计的消息，而为了快速做出正确的驾驶决策，就要求车辆处理器对数目庞大的消息进行快速的认证，而不是传统的单个消息认证。这种快速的认证就是本文所要研究的批认证。另一方面，引进签名、加密等密码学工具来构造一些适用于VANETs的认证协议也是本文研究的一个重要内容。 本文对车辆自组织网络的各种协议，特别是对消息认证方面的协议进行了学习和探索，得到了如下研究成果： 1、通过分析张等人提出的协议，发现该协议在消息的签名过程中，由于签名长度过长，从而在后续的签名批认证中也带来了过多的计算和时间的耗费。我们对Boney等人的群签名方案进行了适当的变换，提出了一个改进的消息认证协议。然而我们很快发现这个协议不是很完美，因为在批认证失败，即所有认证消息中包含错误的签名时，我们并没有给出相应的解决对策。于是基于law等人的思想，我们提出了一个适合我们这个协议的找出错误签名的算法，这样使得我们的协议更加完整。而且通过分析发现，在同样的安全等级下，我们的协议比张等人的协议更高效。 2、基于车辆自组织网络一个应用背景--网络中的用户需要获得服务商的某些服务，结合车辆自组织网络的通信量大、车辆高速移动性等特点，我们将整个网络细化，再利用签名、加密等技术，提出了一个安全的健壮的会话密钥建立协议。据我们所知，这种背景下类似的协议较少，而且大多数关于车辆自组织网络的协议都用到了计算量较大的对运算和幂运算，而我们的协议较多的使用了计算量较小的哈希运算和异或运算。所以有理由相信我们提出的协议具有较高的效率，同时通过分析知道我们的协议还满足各种安全性要求。 |
| 作者： | 蒲仕捷 |
| 专业： | 应用数学 |
| 导师： | 何明星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西华大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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