车联网安全隐私保护机制及仿真平台研究与开发

摘要

车联网（VANET）可有效提升驾驶体验和交通安全，是一种具有实用需求和广泛应用前景的新型移动自组织网络。车联网具有网络规模巨大和无线信道开放等特性，这决定了防范网络内部和外部安全威胁的必要性，信息安全和隐私保护是车联网研究中的关键问题。车联网全面推向商用之前必须经过严格的测试和验证，然而车联网的现场试验代价甚高，通过仿真平台进行车联网研究是验证车联网系统的有效方式。
　　本文在深入研究车联网普遍存在的安全与隐私威胁的基础上，分析了车联网分布式认证结构的特点和云计算技术在车联网中的应用，主要工作着眼于云构架下车联网安全隐私保护机制的研究，旨在通过结合安全隐私保护协议与技术，解决车联网在提供智能交通服务过程中遭遇的信息安全和隐私保护问题;另一方面是在深入研究车联网仿真平台iTETRIS工作原理的基础上，提出了相关改进和扩展方案并进行工程实现。主要研究工作包括如下几个方面：⑴提出了一种基于多层云的车联网安全架构模型。该模型结合车联网分布式认证和云计算在车联网中应用的研究，自项向下划分为中心云认证中心、本地微云认证中心、OBU保护模块三个层次，分析表明该模型比基于RSU的分布认证模型拥有更好的安全性，而且具备良好的实际部署能力和可扩展能力。⑵提出了一种基于云安全架构的车联网假名管理方案。该方案采用三方参与的追溯协议和基于可计数Bloom filter的证书撤销机制，可以有效地减少针对证书撤销所产生的恶意攻击，性能分析表明该方案在控制CRL大小和撤销操作时间复杂度两个方面的性能要优于已有方案。⑶对车联网仿真平台iTETRIS的改进和扩展。针对车联网仿真场景设计不便的问题，设计并实现了仿真平台交通模型制作软件，提高了仿真场景的设计制作效率;针对仿真平台扩展的需求问题，设计并实现了安全模块扩展，解决了缺少关键仿真实体而无法进行车联网安全场景仿真的问题。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 背景与意义

1．1．1 车联网模型

1．1．2 安全与隐私保护

1．2 研究现状分析

1．3 本文主要工作

1．4 文章结构安排

第二章 相关概念与基础理论

2．1 车联网安全和隐私保护问题分析

2．1．1 信息安全需求分析

2．1．2 隐私保护需求分析

2．2 预备知识

2．2．1 公钥密码体系

2．2．2 Bloom Filter

2．3 本章小结

第三章 基于云的层次化车联网安全架构设计

3．1 分布式认证结构

3．2 移动云计算

3．3 基于云的层次化车联网安全模型

3．3．1 系统模型

3．3．2 研究目标

3．4 本章小结

第四章 基于车联网云安全架构的假名管理方案

4．1 工作流程

4．1．1 注册环节

4．1．2 通信环节

4．1．3 撤销环节

4．2 假名更新的分析

4．3 性能分析

4．3．1 安全性和匿名性分析

4．3．2 仿真结果分析

4．4 本章小结

第五章 车联网仿真平台研究与开发

5．1 仿真平台介绍

5．2 仿真平台工作流程研究

5．3 仿真平台交通模型制作软件的设计与实现

5．3．1 需求分析

5．3．2 功能设计与实现

5．4 仿真平台安全模块扩展的设计与实现

5．4．1 需求分析

5．4．2 功能设计与实现

5．5 软件功能测试

5．6 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间的科研成果

声明

致谢