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VANETs中基于匿名认证的节点隐私保护及追踪技术研究
| 论文题名： | VANETs中基于匿名认证的节点隐私保护及追踪技术研究 |
| 关键词： | 车载自组织网络;匿名认证;节点隐私保护;双线性映射;追踪技术 |
| 摘要： | 近年来，基于车辆间多跳无线通信的车载自组织网络(VANETs，Vehicular Ad hoc Networks)在学术界、产业界受到广泛关注。相对于传统智能交通系统(ITS，Intelligent Transportation System)的数据传输方法，VANETs方案更加灵活、对通信设施依赖性更低、反馈控制更加实时，成为未来ITS的重要组成部分，且其相关安全技术及应用也逐渐成为研究热点。与其他无线Ad hoc网络相比，在网络安全方面，由于VANETs中的节点融入了大量人的社会属性与行为习惯，其具有更强的隐私保护需求，体现在节点身份敏感性、通信内容敏感性以及环境位置敏感性等。一旦这些隐私信息被攻击者所获取，将会对整个系统、人们的生活工作以及人身财产等造成不可估量的损害。因此，节点隐私保护是VANETs研究、发展与应用的关键基础。 本文基于群签名、签密(Signcryption)以及双线性映射(Bilinear-Map)等技术，结合VANETs节点数量大、拓扑变化迅速、节点移动快等特性需求，提出了基于群签名的VANETs节点匿名认证算法(VAAGS)，从而实现节点隐私信息的保护。论文的主要工作，体现在以下几个方面： 基于VANETs节点匿名认证的需求，提出基于群签名技术的VANETs节点匿名认证模型：路边单元(RSU，Road Side Unit)在其通信范围内维护一个群组，处于群中的车辆可使用群签名以群的名义进行相互间的匿名认证通信；并且当节点有违规操作时，由群管理员与追踪管理员相互协作，对其真实身份进行追踪。 为减少车辆申请加入群时的计算开销、压缩认证时间、减少RSU与车辆的交互次数，在车辆申请加入群的过程中采用了签密技术，使得车辆对申请信息的签名和加密在一个逻辑步骤内完成。 对基于群签名的VANETs节点匿名认证算法做了详细设计，在算法设计过程中引入了双线性映射技术，进一步减少了系统的计算、传输等开销。为提高资源利用率、高效处理大批量的群签名消息，设计了签名消息的批验证(Batch-Verification)算法；同时，为了减少系统撤销节点的开销，充分考虑撤销列表中撤销成员的数量，提出了基于门限阈值的违规节点撤销算法。 在已搭建的仿真平台上，对VAAGS算法进行仿真，并对其平均时延、平均丢包率等性能进行了分析。另外，采用PCI无线网卡搭建真实的VANETs实验平台，在该硬件平台上采用MIRACL大数库对VAAGS算法进行实现，并对批验证、基于门限阈值的违规节点撤销等效果，做了进一步的分析。 实验结果表明：本文提出的VAAGS算法为VANETs中的节点提供了很好的隐私保护，并可对违规节点实施追踪，体现出了安全、低延迟、低丢包率、高效的性能。 |
| 作者： | 张帅 |
| 专业： | 计算机科学与技术；计算机应用技术 |
| 导师： | 陶军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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