车联网环境下安全通信机制研究

郝立元

摘要：车辆作为车载自组织网络（VANETs）的节点具有数量多，速度快等特点，VANETs现有的安全算法会随着节点数量的增加而降低效率。为了适应VANETs的特点，提出了基于多陷门哈希函数的签密方案，该方案通过改进聚合验证算法，提高了计算效率，然后基于该方案设计了VANETs环境下的安全通信协议，该协议保证车辆和交通基础设施之间通信的安全性。通过性能对比方案，验证该方案的机密，完整和高效性。

关键词：车联网;安全通信协议;安全通信算法

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）18-0047-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research on Safety Communication Mechanism in the Environment of Vehicular ad hoc Networks

HAO Li-Yuan

（The Media Engineering Institute，Lanzhou University of Arts and Science ， Lanzhou 730000，China）

Abstract： As the nodes of vehicular ad hoc networks （VANETs）， vehicles have the characteristics of large number and high speed. The existing security algorithms of VANETs will reduce the efficiency as the number of nodes increases. In order to adapt to the characteristics of VANETs， a signcryption scheme based on the hash function of multiple trapdoors is proposed. The scheme improves the calculation efficiency by improving the aggregation verification algorithm. Then， based on the scheme， a secure communication protocol under the VANETs environment is designed， which guarantees The security of communication between vehicles and transportation infrastructure. Through the performance comparison program， verify the confidentiality， integrity and efficiency of the program.

Key word： VANETs; secure communication protocol; secure communication algorithm

1 引言

隨着5G技术的成熟和广泛应用，车载自组织网络（Vehicular Ad Hoc Network，VANETs）[1]已经由概念逐渐走向实际应用。作为未来智能交通系统的承载体，VANETs实现车与车之间，车与道路基础设施之间的实时通信，从而让车辆之间车辆与道路之间获得实时路况信息，一方面可以有效解决道路的拥堵问题，另一方面也为自动驾驶提供基本的感知数据。与其他网络通信类似，VANETs在传输过程中需要满足数据的有效性，机密性和完整性，然而由于VANETs的特点，其安全算法随着VANETs中节点增加时而变得低效[2]，且对VANETs来说，其安全特性需要满足1）无界性;2）高速移动性以及动态结构;3）更好的物理保护机制。针对上述特性，提出了基于多陷门哈希函数的签密方案[3]，该方案通过改进聚合验证算法[4]，提高了计算效率，然后基于该方案设计了VANETs环境下的安全通信协议，该协议保证车辆和交通基础设施之间通信的安全性。……