一種車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中的隱私保護(hù)與認(rèn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中的隱私保護(hù)與認(rèn)證方法,它是一種在車(chē)載自組 織網(wǎng)絡(luò)(Vehi州larAdhocNetworks,VANETs)中使用隨機(jī)化盲簽名來(lái)保護(hù)隱私和身份認(rèn) 證的方法,尤其設(shè)及一種基于雙線(xiàn)性對(duì)的隨機(jī)化盲簽名方案,屬于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)通過(guò)車(chē)輛與車(chē)輛之間、車(chē)輛與道路周邊基礎(chǔ)設(shè)施之間W及車(chē)輛與 基站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,協(xié)助車(chē)輛更好的行駛,改進(jìn)道路交通狀況,使車(chē)輛在道路上行駛更 加安全,W及提供一些其它用途;比如繳費(fèi)服務(wù)(車(chē)輛通行某處需交納費(fèi)用),本地化便利 (尋找距離最近的加油站),娛樂(lè)行為(通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入來(lái)聽(tīng)音樂(lè))等等。
[0003] 車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中的安全需求包含很多內(nèi)容,隱私是其中的一個(gè)重要方面。在 車(chē)輛與道路周邊基礎(chǔ)設(shè)施之間通信時(shí),本發(fā)明為了保證車(chē)輛自身的隱私,引用了臺(tái)灣的 Qum-IFan等人于 2010 年在期刊雜志《ComputerandMathematicswithApplications》 上發(fā)表的一篇文章中的基于雙線(xiàn)性對(duì)的隨機(jī)化盲簽名方案。該方案典型適用電子選舉、不 可跟蹤的電子現(xiàn)金等系統(tǒng)。
[0004] 雙線(xiàn)性群組與雙線(xiàn)性映射
[0005] 給定一個(gè)安全參數(shù)k,隨機(jī)選取一個(gè)大的素?cái)?shù)P(該素?cái)?shù)有k位)。Gi,G2和GT是S 個(gè)循環(huán)群,其中該=個(gè)群具有相同的秩P。P,Q分別是群Gi,G,的生成元。如果存在一個(gè)雙 線(xiàn)性映射e:GiXG2 -Gt滿(mǎn)足W下性質(zhì):
[0006]1.雙線(xiàn)性性對(duì)所有化T)GG1XG2,W及任意的a,bGZ狂表示整數(shù)集),存在 e(aS,bT) = e(S,T)ab。
[0007] 2.非退化性;已知SGGi,TGG2,對(duì)任意/所有TGG2,當(dāng)且僅當(dāng)5 9^0時(shí),存在 e(S,T) = 1。換言之,P是群Gi的生成元,Q是群G2的生成元,存在e(P,曲聲1。
[000引 3.可計(jì)算性對(duì)所有/任意化T)GG1XG2,e(S,T)在效率上是可計(jì)算的。
[0009] 4.存在一個(gè)效率上可計(jì)算的(但不一定是可逆的)同態(tài)映射iD:G2-Gi,使得 1])㈱=P。那么咕,G2,Gt)是雙線(xiàn)性群組。
[0010] 已知Gi是循環(huán)群,P是群G1的生成元,群G1的秩是素?cái)?shù)P,計(jì)算Diffie-Hellman 問(wèn)題,簡(jiǎn)稱(chēng)C畑問(wèn)題對(duì)于給定的P,化bPGGi,來(lái)計(jì)算油P,其中口,6G (馬表示素?cái)?shù)模 P的單位群/有限域)是未知的整數(shù)。判定Diffie-Hellman問(wèn)題,簡(jiǎn)稱(chēng)D畑問(wèn)題;對(duì)于給 定的口,3口,6口,〇口£61,如果〇 =油,則輸出1,否則輸出0,其中",/),£'巨之;,(2;;表示素?cái)?shù)模 P的單位群/有限域)是未知的整數(shù)。
[0011] 如果存在一個(gè)多項(xiàng)式時(shí)間的算法來(lái)解決DDH問(wèn)題,但在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)并不存在算 法解決CDH問(wèn)題,那么我們就說(shuō)群Gi是一個(gè)GapDiffie-Hellman群,簡(jiǎn)稱(chēng)GDH群。
[0012] 隨機(jī)化盲簽名方案
[0013] 該方案包括群組中的用戶(hù)和簽名者,主要由W下幾個(gè)算法組成:
[0014] 1.密鑰生成;給定一個(gè)安全參數(shù)k,概率算法KeyGen(k)輸出一個(gè)公私密鑰對(duì) 術(shù)PK)。
[0015] (SK,PK) ^KeyGen化)
[0016] 2.隨機(jī)參數(shù)生成述過(guò)輸入兩個(gè)隨機(jī)數(shù)(U,y),算法RandMixOi,y)輸出一個(gè)隨機(jī) 化參數(shù)C。
[0017] C^RandMix(u,y)
[001引 3.消息盲化;消息由m表示,用戶(hù)隨機(jī)選擇的秘密由(r,u)表示,通過(guò)消息盲化算 法Blind(m,r,u)輸出消息m盲化后的消息a。r和U分別是盲化因子和隨機(jī)化因子。
[0019] a^Blind(m,r,u)
[0020] 4.消息簽名:輸入一個(gè)盲化后的消息a,一個(gè)簽名者隨機(jī)選擇的秘密y,W及簽名 密鑰SK,簽名算法Sign(a,y,SK)輸出一個(gè)盲簽名t。
[0021] t^Si即(a,y,SK)
[0022] 5.消息去盲化:W-個(gè)盲簽名t和盲化因子r作為輸入,去盲化算法 Unblind(t,r)輸出一個(gè)簽名s。
[002引 S^Unblind(1:,r)
[0024] 6.消息驗(yàn)證;給定一個(gè)簽名-消息元組0,如果0是一個(gè)有效的簽名-消息元 組,確定性算法Verify(〇,PK)輸出1,否則輸出0。
[0025] {0, 1} ^ Verify(〇,PK)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0026](1)發(fā)明目的
[0027] 本發(fā)明的目的是為了提供一種車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中的隱私保護(hù)與認(rèn)證方法,它是在 車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中提供一種使用盲簽名技術(shù)的隱私保護(hù)與認(rèn)證方法,通過(guò)車(chē)輛與道路基礎(chǔ) 設(shè)施之間進(jìn)行通信協(xié)商,保護(hù)車(chē)輛隱私,對(duì)車(chē)輛身份進(jìn)行認(rèn)證,并盡量避免過(guò)多的系統(tǒng)開(kāi) 銷(xiāo)。
[00測(cè) 似技術(shù)方案
[0029] 為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0030] 在車(chē)輛(Vehicle)與路側(cè)單元(RoadSide化it,RSU)之間,使用盲簽名技術(shù)方案 進(jìn)行協(xié)商,來(lái)保證車(chē)輛隱私,并對(duì)其身份進(jìn)行認(rèn)證。RSU相當(dāng)于簽名者,車(chē)輛則相當(dāng)于簽名請(qǐng) 求者,即用戶(hù)。RSU對(duì)車(chē)輛的真實(shí)身份巧ealID)和假名(Pseudonym)進(jìn)行盲簽名。
[0031] 本發(fā)明一種車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中的隱私保護(hù)與認(rèn)證方法,它包括W下內(nèi)容:
[0032] 1)初始化階段
[0033] 步驟1 ;RSU選擇一個(gè)大的素?cái)?shù)q,并且已知兩個(gè)具有相同秩為q的循環(huán)群Gi和〇2, 其中Gi的生成元是P,存在一個(gè)雙線(xiàn)性映射e:GiXGi-G2。
[0034] 步驟2 ;輸入一個(gè)安全參數(shù)k,RSU兩次調(diào)用密鑰生成算法KeyGen化),生成兩個(gè)私 鑰X。心其中XpX;G< (與表示素?cái)?shù)模q的單位群/有限域),W及相對(duì)應(yīng)的公鑰PKi= XiP,PK2=X2P。車(chē)輛與RSU所構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)使用密碼學(xué)的單向哈希函數(shù)片:訊. (q,H,G。G2,e,P,PK。Pig是系統(tǒng)的公共參數(shù)。
[0035] 2)盲化階段
[0036] 步驟3 ;車(chē)輛向RSU發(fā)送ID簽名的請(qǐng)求,RSU收到該請(qǐng)求后,隨機(jī)選取re。,計(jì) 算P=yP,并將P發(fā)送給車(chē)輛。
[0037] 步驟4 ;車(chē)輛在接收到P之后,隨機(jī)選取M,計(jì)算C=UP,得到隨機(jī)參數(shù)C, 因此,車(chē)輛和RSU共同合作,實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)參數(shù)生成算法RandMix(U,y)。之后,車(chē)輛隨機(jī)選取 >八2句馬,調(diào)用消息盲化算法BlincKm,r,U),對(duì)化。。1和IDpwud。進(jìn)行盲化,經(jīng)計(jì)算后得到 曰和P;a=riH(IDreailIlDpseuJIC)甘2P,0 =riU(modq),其中,IDreai表示車(chē)輛的真實(shí) 身份,IDpseud。表示車(chē)輛的假名,II表示連結(jié)。最后,車(chē)輛將(a,0)發(fā)送給RSU。
[00測(cè)如簽名階段
[0039] 步驟5;RSU在收到(a,P)后,調(diào)用簽名算法Sign(a,y,SK),使用自身的私鑰 Xl,ス2與馬對(duì)(a,e)進(jìn)行簽名,得到了簽名T;T= Xla+x2yeP。RSU將簽名T發(fā)送給車(chē) 輛。
[0040] 4)去盲化階段