车联网架构下高效的信息分发安全关键技术研究

As a new and advanced technology, VANET has broad application prospects. Information dissemination is the fundamental supporting technology for many VANET applications such as traffic safety applications, traffic management applications, infotainment applications and et al. In order to achieve efficient and secure information dissemination, we intend to design a secure model of information dissemination. Based on the information, traffic flow, vehicles and other features, we research on target roadside unit selection algorithm and vehicle cluster attributes generation method. We use attribute-based encryption to ensure that only authorized vehicles can have access to that information. Considering the typical scenarios when facing a large number of messages in real-time environment, we propose an adaptive and intelligent mechanism of efficient decryption to ensure that vehicles can access the emergent information timely. Due to the rapid movement of the vehicle, ciphertext information can not be obtained completely during RSU handover process. To solve this problem, we research on RSU handover mechanism based on trajectory prediction and ciphertext conversion method based on proxy re-encryption, which help to ensure the reliability of information dissemination.

新兴的车联网具有广阔的应用前景，信息分发是众多车联网应用的核心支撑技术，对所有车联网提供的交通安全、交通管理、信息娱乐等信息服务具有重要意义。为了保障信息分发的安全性和高效性，本项目拟设计信息分发的安全模型，研究基于信息、车流、车辆等多维特征的目标路侧单元(roadside unit, RSU)筛选策略和群集属性自动生成方法，采用属性基加密的广播加密，保证只有被授权的车辆能够访问信息；考虑复杂交通环境下面对大量实时消息的典型信息处理场景，研究车辆侧自适应智能决策解密机制，保证紧急信息的及时获知；针对由于车辆的快速移动使得跨RSU切换中车辆获得密文信息的完整性问题，研究基于车辆轨迹的RSU切换预测和基于代理重加密的密文安全转换，保证信息分发的可靠性。

车联网具有广阔的应用前景，信息分发是众多车联网应用的核心支撑技术,如何保证信息分发的安全和高效成为影响车联网发展的关键研究工作。基于对车联网环境下信息分发安全问题的分析总结，本项目拟定的总体研究目标：研究安全的信息分发机制，基于消息类型、影响范围、车流信息等特征来选择分发范围、分发方式，保证消息有效、安全地分发至影响区域内相关车辆；研究跨RSU信任域的信息安全传输机制，提高分发信息的准确性，保证车联网信息能够为高速移动的车辆提供可靠服务；研究面向车联网信息分发的高效机制，使得信息能够在路侧单元与车之间进行安全、高效地分发与传输，平衡安全和性能需求，保证高质量的车联网信息分发与处理。.在国家基金的支持下，本项目具体完成了以下三个方面，具体来说（1）安全的信息分发：利用属性基加密的策略融合方法，灵活地制定了满足精准访问需求的细粒度访问控制策略；基于多权威机构共治的属性基签名，实现车联网消息安全认证的同时保护数据发送车辆的身份隐私（2）可靠的信息分发：基于车联网信息的时空相关性提高信息分发质量；构建基于区块链搭建安全的车联网信息分发平台和基于层次分析法设计混合信誉评估系统，对信息分发实体进行可靠地信誉评估，从而保证跨RSU信息分发的安全性（3）高效的信息分发：基于轻量级的Boneh-Lynn-Shacham签名和群签名，设计了低计算开销的车辆雾节点批量匿名认证方案；基于区块链和改进的密文策略属性基签名进行跨域数据细粒度的安全共享，采用布隆过滤器和链上智能合约进行跨域访问验证，实现高效的跨域数据请求验证和获取。.项目取得了丰富的理论研究成果。项目组发表论文9篇，其中SCI论文7篇，EI论文2篇，在IEEE T-ITS、IEEE T-VT和IEEE T-NSM等国际TOP期刊发表论文6篇。项目部分研究成果“数据防泄漏安全存储和共享关键技术及产业化”获得2019年浙江省科技进步二等奖。项目授权发明专利5项，培养研究生10名。项目研究成果在苏州高铁新区车路协同项目中进行了落地应用。