基于数字签名的车载自组织网络隐私保护协议

摘要

随着车载自组织网络技术的迅速发展，人类的出行效率得到改善。但是，由于车辆高速高频率的移动导致网络拓扑结构不断变化，再加上无线网络传输介质固有的开放性，不仅使得车载自组织网络的安全性方面面临着巨大的风险，而且给车载自组织网络安全方案的设计与实现也增加了困难。因此，安全问题是车载自组织网络面临的巨大挑战。分析和总结当前车载自组织网络安全研究现状，尽管已经有了不少关于安全领域的研究，但是已有的安全方案仍不能满足车载自组织网络实际应用的多样性与隐私需求，如何高效解决车载自组织网络隐私保护问题越来越迫切。
　　本文致力于构造车载自组织网络通信中的隐私保护方案，该方案还具有可追踪性，即当通信内容存在争议时能追踪到消息的来源者。由于代理签名、环签名、环签密等密码学技术在保护隐私方面有着重要作用，他们作为构造保护隐私的车载自组织网通信方案的底层密码算法。本文对这些密码学算法进行分析和研究，提出适用于车载自组织网络隐私保护的新方案，达到车载自组织网络中的相关安全性需求。
　　本文贡献和创新点主要体现在以下三个部分：
　　1.对基于代理重签名的车载自组织网络隐私保护方案进行安全性分析并提出改进方案。代理重签名方案是车辆单元将消息的签名发给路边单元，路边单元验证消息后以认证中心的名义对消息签名进行代理重签名。X-H的方案利用第三方的代理重签名来保护消息来源者的隐私。本文对X-H的方案进行安全分析，发现它们不能抵抗敌手的合谋攻击，并针对该问题给出了相应的改进方案，改进后的方案克服了合谋攻击同时也满足车载自组织网络隐私保护的安全性需求。
　　2.提出基于条件匿名环签密的车载自组织网络隐私保护方案。条件匿名的环签密能满足消息的机密性、签名者的匿名性和签名者的不可否认性。本文把 P-LJ的多接收者匿名的环签密和Z-SK的条件匿名的环签名的思想结合起来，提出了一个条件匿名环签密方案，并将该方案应用在车载自组织网络中，形成了一个基于条件匿名的环签密的车载自组织网络隐私保护方案。本方案在追踪阶段不需要第三方协助，提高追踪的效率和安全性增加了实际环境中应用的可行性。
　　3.使用NS3工具对基于条件匿名环签密的车载网络隐私保护方案进行了仿真。统计在不同车辆不同方案下的时延、吞吐量、丢包率的情况，最终以图表的形式展示结果。分析结果表明，本文提出的基于条件匿名环签密的车载自组织网络隐私保护方案在效率方面优于其他的方案，在现实生活中更具有使用价值。

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外发展现状和发展趋势

1.3 主要工作和内容安排

2 相关基础知识

2.1 基本数学理论

2.2 密码学原语

2.3 车载自组织网概述

2.4 本章小结

3 基于代理重签名车载网络隐私保护方案安全性分析及改进

3.1 预备知识与动机

3.2 X-H代理重签名方案及其安全性分析

3.3 改进代理重签名方案及其安全性分析

3.4 本章小结

4 基于条件匿名环签密车载自组织网络隐私保护方案

4.1 相关工作与动机

4.2 提出车载自组织网络隐私保护方案

4.3 方案分析与讨论

4.4 本章小结

5 基于条件匿名环签密车载网络隐私保护方案仿真实验

5.1 NS-3和802.11p介绍

5.2 仿真实验

5.3 实验结果分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢