随着汽车工业的发展与经济水平的提高，汽车数量不断增多，一方面造成了交通拥堵严重、交通事故频发等问题，另一方面使得汽车进一步成为人们不可或缺的工具。因此，人们对汽车安全、驾驶舒适的需求越来越急迫，车联网(VANETs，vehicular ad hoc networks)应运而生，成为了政府、研究机构与车辆制造企业共同关注的研究热点。由于车联网采用的是无线类型的通信协议，如果没有合理的安全方案，恶意攻击者可以修改合法车辆的消息，甚至伪装成合法车辆的身份发送伪造信息，从而危害交通安全。车联网中的消息接收方在收到一个消息后，必须要检查该消息的完整性和可靠性，只有在确保其完整、可信的情况下才能进一步处理，因此有必要为车联网设计一种高效安全的消息认证方案。 仅仅依靠车辆发送的道路安全相关信息还无法充分保证交通安全，还需要包括路边单元在内的基础设施向车辆广播相关信息，这就涉及到车联网中的数据下载问题。在某些场景中，车辆不希望自己的数据下载请求被第三方获取。从统计学角度考虑，车辆数据下载请求近似符合正态分布，即大部分请求针对的是一小部分数据，那么如果能够合理地利用这一事实，下载效率将会得到提升。因此有必要设计一种高效的且考虑车辆请求隐私保护的安全协同下载方案。 本文将考虑车联网中的消息认证和数据协同下载场景，结合边缘计算的思想设计出高效安全的并适应于车联网环境的方案。本文的工作和贡献主要包括以下方面: 1.本文提出了一种基于边缘计算的高效消息认证方案。在本方案中，系统通过模糊逻辑算法根据车辆的位置与存储能力选择出部分车辆作为边缘计算车辆，对于周围车辆发送的消息，由选举出的边缘计算车辆进行协同认证，并将认证结果发送给RSU进行认证。RSU将审核过的认证结果以过滤器的形式广播给周边车辆，这样车辆只需要以极低的查询开销来查询消息的合法性，达到消息认证的目的。安全分析部分证明了本文提出的方案满足车联网的多种安全需求。性能分析部分表明，相对于传统的方案，本文提出的方案中整个系统的认证效率很高且RSU端负载较低，这使得本方案更适合部署在车联网场景中。 2.本文提出了一种基于边缘计算的安全协同下载方案。在本方案中，车辆对内容下载的请求进行加密后分别发送给路边单元和内容服务器，内容服务器通过路边单元将下载请求对应的内容发送给车辆。与此同时，路边单元在收集到一定数量的密文请求后，解析出其中高频的访问请求，并将对应的内容缓存到边缘计算车辆中，其中边缘计算车辆是指系统根据车辆的存储能力与服务稳定性选取出的适合作为边缘缓存服务器的车辆。这样，以后如果再有针对高频率访问内容的请求，可以直接从周围的边缘计算车辆中直接下载，从而提高了资源利用效率且降低了内容传输开销。
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