車輛自組織網(wǎng)絡中消息認證的研究.pdf

1、近年來，由于城市車輛的迅速增加，給人們帶來了諸如交通事故、交通阻塞、能源損耗等嚴峻問題。旨在減少這些問題的車輛自組織網(wǎng)絡(Vehicular Ad Hoc Networks，VANETs)已成為各國學者研究的熱門課題。VANETs在安全理論研究方面的主要內(nèi)容包括車主信息的隱私保護問題，車輛間傳輸?shù)南⒌恼J證問題(包括消息認證和消息源認證)，以及網(wǎng)絡中各種服務問題(如電子收費、娛樂下載、網(wǎng)絡接入等)。
　　 因為VANETs是一個

2、開放式網(wǎng)絡，所以容易遭受各種攻擊，如中間人攻擊、偽造簽名、消息篡改等。為了避免這些攻擊，對網(wǎng)絡中的消息進行認證是十分必要的。然而由于VANETs的動態(tài)性、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的不穩(wěn)定、鏈路壽命短等特性，致使網(wǎng)絡中的消息認證與傳統(tǒng)的消息認證有著一定的區(qū)別。比如說，VANETs中的車輛在很短時間內(nèi)會收到來自附近車輛數(shù)以千計的消息，而為了快速做出正確的駕駛決策，就要求車輛處理器對數(shù)目龐大的消息進行快速的認證，而不是傳統(tǒng)的單個消息認證。這種快速的認證就

3、是本文所要研究的批認證。另一方面，引進簽名、加密等密碼學工具來構造一些適用于VANETs的認證協(xié)議也是本文研究的一個重要內(nèi)容。
　　 本文對車輛自組織網(wǎng)絡的各種協(xié)議，特別是對消息認證方面的協(xié)議進行了學習和探索，得到了如下研究成果：
　　 1、通過分析張等人提出的協(xié)議，發(fā)現(xiàn)該協(xié)議在消息的簽名過程中，由于簽名長度過長，從而在后續(xù)的簽名批認證中也帶來了過多的計算和時間的耗費。我們對Boney等人的群簽名方案進行了適當?shù)淖儞Q，提

4、出了一個改進的消息認證協(xié)議。然而我們很快發(fā)現(xiàn)這個協(xié)議不是很完美，因為在批認證失敗，即所有認證消息中包含錯誤的簽名時，我們并沒有給出相應的解決對策。于是基于law等人的思想，我們提出了一個適合我們這個協(xié)議的找出錯誤簽名的算法，這樣使得我們的協(xié)議更加完整。而且通過分析發(fā)現(xiàn)，在同樣的安全等級下，我們的協(xié)議比張等人的協(xié)議更高效。
　　 2、基于車輛自組織網(wǎng)絡一個應用背景--網(wǎng)絡中的用戶需要獲得服務商的某些服務，結(jié)合車輛自組織網(wǎng)絡的通信量