VANET下的无中心网络安全认证机制

【摘要】随着信息技术的快速发展，AdHoc自组织网络成为网络技术研究领域的热点。AdHoc网络的不断发展与完善，深刻地影响着人们的生活习惯以及工作方式。它为人们提供了灵活、丰富、广泛的网络服务。车载自组织网络（VehicularAdHocNetworks,VANET）是AdHoc网络在汽车交通管理领域的具体表现，是智能交通系统（ITS）的基础。近年来，汽车业发展迅猛。汽车厂商从对性能外观等汽车传统技术指标的研发，到与信息技术、电子技术、通信技术相结合，对汽车的追求逐渐向智能化、娱乐化发展。同时人们提出了交通管理的科学性、智能性、便捷性。目前，汽车厂商、各大科研机构及高校都在参与智能交通网络系统的研究与设计。完成了大量的工作，取得了一定的科研成果。但就目前的VANET网络研究，大量的研究聚焦在车载网络路由协议、MAC链路层通信协议以及应用层的具体应用服务。然而，从学者到工程师都忽视了车载网络中的信息安全、身份认证以及隐私保护等与网络安全相关的威胁。车载自组织网络是无线的、开放的、自组织的网络。因此整个网络易受到攻击者的攻击与破坏。例如，不法分子对网络中的信息进行窃听和篡改，通过拒绝服务攻击和女巫攻击破坏网络正常运行，通过发送恶意消息扰乱整个交通网络的秩序或逃避肇事责任等。为保障车载网络安全可靠地提供网络服务，研究设计一种适合车载网络特点的安全认证机制是有必要的。本文围绕车载网络安全领域对车载网络的整体架构、应用服务种类、安全需求及特点作了阐述与总结，在现有的安全认证机制的研究基础上，提出了一种新的VANET网络无中心安全认证机制。具体来讲，本文有下面几个方面的工作：首先，本文总结归纳了车载自组织网络的发展现状，分析了车载网络的网络特性，整理了车载网络的安全需求。本文认为车载网络的最基本的安全需求包括身份认证、信息完整性、不可否认性以及节点信息的隐私性。这是我们设计安全认证机制的标准和目的。其次，通过对安全需求及对车载网络特点的分析，本文总结了目前主流的几种安全认证机制。大体有密钥预分配认证、分布式CA认证、自组织认证、基于身份认证等。这些认证机制大多是AdHoc网络安全认证机制研究过程中的方案，各有特点。对于车载网络有一定参考价值，同时都存在不足。因此，本文提出一种新的基于身份认证的方案，在此方案中加入了车辆节点角色属性。我们首先对所有车辆节点根据功能和种类不同，对其定义一个角色属性值。在节点进行身份认证时，先通过对角色属性的判断，提高整个安全认证机制的效率。再次，在这个安全认证机制中，为了使车辆节点之间能够自主认证，引进了基于椭圆曲线的双线性对的认证方案。通过基于车辆节点本身的登记信息和相关证书，可以在网络中自主地交换信息，实现认证。这种方案可以减少认证服务中心的负担，实现一定范围的无中心认证。最后经过安全性及可行性分析，通过与现有的认证机制进行对比，文章中提出的带有车辆节点角色属性的安全认证机制，更符合真实的车载网络。同时可以减轻节点间网络通信的开销，缩短节点间认证的时间。对于车辆节点间的基于椭圆曲线双线性对的密钥协商方案，也是具有一定实用性和参考性。总之，对于安全认证机制在车载自组织网络领域中的研究道路还很漫长，任重道远。
【作者】付浩彬；
【导师】陈思国；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】车载自组织网络；安全认证机制；密钥管理；双线性对；

【参考文献】
[1]Naveedullah（纳维德）.中国东南部典型农业流域土壤、水体中重金属与有机污染物调查与风险评价[D].浙江大学,环境工程,2014,博士.
[2]霍曼芳.诗与思的美妙平衡[D].河北师范大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[3]张雪飞.矿井采动地表破坏和井下涌水量预测[D].重庆大学,安全技术及工程,2014,硕士.
[4]赵晓丹.不同产区白肋烟质量特点及差异分析[D].河南农业大学,烟草学,2012,硕士.
[5]董安有.我国解决风电充风的组合途径及优化模型研究[D].华北电力大学,技术经济及管理,2014,博士.
[6]李艳辉.外语学习者失去学习动机的原因及动机的加强[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[7]孙莹光.80C196单片机在铁路客车发电机控制系统中的应用研究[D].辽宁工程技术大学,计算机应用技术,2003,硕士.
[8]徐德育.模具制造对机床的需求及机床市场开拓[J].航空制造技术.2000(03)
[9]吴晓华.CH社区管理机制创新研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[10]张志鑫.纳米金催化剂的制备及其加氢性能研究[D].大连理工大学,物理化学,2013,硕士.
[11]程凯.石墨烯染料敏化太阳能电池的性能研究[D].电子科技大学,2012.
[12]木蒂达.先秦儒家“义利之辩”思想探析[D].四川大学,中国哲学,2003,硕士.
[13]王学惠.并行程序解析性能模型的自动生成技术研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2014,硕士.
[14]钟贤德.基于图像处理的仪表功能检测系统[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[15]贾景峰.《逸周书》军事思想研究[D].吉林大学,中国古代史,2004,硕士.
[16]何春霞.小学数学教材之文化特性研究[D].华南师范大学,2003.
[17]姚承军.低维石墨炔及其同素异形体系统热输运研究[D].扬州大学,2014.
[18]张磊.随机波动率模型参数估计：贝叶斯和极大似然方法[D].清华大学,应用统计（专业学位）,2013,硕士.
[19]朴文杰.新疆某县城集中供热规划方案研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[20]佘娟.智能纱架的控制系统设计[D].东华大学,机械电子工程,2014,硕士.
[21]蒋涛.H保险公司销售与后援组织的协同管理研究[D].南京理工大学,工商管理,2012,硕士.
[22]王桐.房地产上市公司的社会责任问题研究[D].山东建筑大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[23]李立学.基于CAN总线的分布式24位数据采集系统的设计与实现[D].中国地质大学,地球探测与信息技术,2003,硕士.
[24]马海容.提高高中学生英语语篇分析能力的实证研究[D].内蒙古师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[25]李文.氧化石墨烯负载金属氧化物的制备及催化性能研究[D].西北大学,应用化学,2014,硕士.
[26]张跃栋.跨国并购与我国对策分析[D].吉林大学,世界经济,2004,硕士.
[27]陆建钢.高分辨率显示特性的分析与测量研究[D].浙江大学,2003.
[28]申羽,庄天戈,程红岩,徐雯.朴素贝叶斯算法在原发性肝癌预后预测中的研究[J].航天医学与医学工程,2004,05:350-354.
[29]刘娟.XrML权利描述语言逻辑实施机制研究[D].曲阜师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[30]洪圆圆.BR1500HS热冲压成形中组织转变及数值模拟研究[D].哈尔滨工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[31]吕敏,张欢,诸颖,黄庆,赵云.石墨烯氧化物抗菌效果的测定方法比较[J].核技术,2012,10:785-789.
[32]焦俊荣.W掺杂及WO_3复合TiO_2的磁性能和光学性能研究[D].太原科技大学,材料学,2014,硕士.
[33]唐文静.《现代汉语词典》（第五版）中的异形成语研究[D].新疆师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[34]虞晓芬,张娟锋.我国房地产业健康稳定发展的若干问题——2010中国房地产学术研讨会综述[J].经济研究,2011,02:149-152+160.
[35]刘博.中国EFL学习者对英语权势词的心理表征[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[36]胡锦洋.健脾清热化湿汤治疗脾虚湿热型Hp阳性慢性非萎缩性胃炎的临床研究[D].湖南中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[37]黄鹏.基于IEEE802.1X身份认证的政务内网安全体系[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[38]陈梁.转型时期学校在群体凝聚力方面所面临的挑战及其对策[D].上海师范大学,教育,2004,硕士.
[39]胡振华.某型号药筒自动校量机检测系统开发[D].中北大学,机械工程,2014,硕士.
[40]陈月.淘宝网的公益传播研究[D].西南大学,传播学,2014,硕士.
[41]周耀.地铁车站结构健康监测研究[D].北京交通大学,2008.
[42]王建.存货质押融资动态质押率设定的VaR研究[D].西南交通大学,物流工程,2012,硕士.
[43]王媛媛.外资寿险公司在我国的发展现状及前景研究[D].首都经济贸易大学,金融学,2013,硕士.
[44]俞雪.石墨烯复合结构的合成及其催化性能的研究[D].安徽师范大学,2013.
[45]石自姻.现代居住空间中的陈设陶瓷应用研究[D].中南林业科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[46]万茜.对两种网语变体的文体学比较研究[D].对外经济贸易大学,英语,2004,硕士.
[47]周忠梅.抚触对新生儿体重、胎便转黄、生理性黄疸消退的影响及临床意义研究[D].青岛大学,病理与病理生理学,2011,硕士.
[48]张海燕.中国温带森林12个树种树干和树枝的非结构性碳时空变异[D].东北林业大学,生态学,2013,博士.
[49]刘玉.白藜芦醇缓解丙酮醛对小鼠卵母细胞造成的氧化损伤[D].厦门大学,药理学,2014,硕士.
[50]陈爱丽.针刺鬼穴结合常规穴治疗脑卒中昏迷的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.