车载自组网中的隐私保护与信任建模研究

The research of emerging Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) has an enormous boost to promote the development of ITS next generation, improving traffic and increase road safety. The conflict among identity, privacy and trust destroy collaboration，and become an important factor for impeding VANET widely. For further in-depth study on secure, reliable collaboration mechanisms in VANETs, and discuss about the theory and methods of balance among privacy, trust and security. This project aims at foundation from dynamic group construction and identity management, joint mutual authentication between vehicle nodes and fast cross-certification mechanism between the vehicle node and the RSU. Construct a model of dynamic identity-switching and link for the vehicle nodes to eliminate the conflict between identity management and privacy protection. Research on the combined trust modeling theory and methods oriented to a number of dynamic changes factors by fusion of multi dimensions information, such as vehicle node identity, location, history, context, interactive experience, data etc. Discuss the mechanism of eliminate instability and complexity of trust metric for nodes cross groups based on the RSU, and further, a dynamic trust model for group is proposed. Analyze and probes the group head which played a key role in the process of data aggregation in VANETs, study on the mechanism of controlling on data aggregation through head node in a group, and proposed a data clustering algorithm based on trust metric. The research achieves the purpose of enhancing system security and reliability as a whole, but also providing a useful exploration and practice for the balance and control among security, privacy and trust in VANETs.

新兴的车载自组织网络（VANET）对促进下一代ITS的发展，改善交通和提高行车安全有着巨大的推动作用。VANET中身份、隐私、信任之间存在的冲突破坏了车辆间的安全可靠协作，成为阻碍VANET广泛部署的重要因素。本项目拟从动态群组构建与身份管理出发，联合采用车辆节点间相互认证与快速交叉认证机制，构建车辆节点的动态身份切换与链接模型。融合车辆节点身份、位置、上下文、历史交互经验、数据等维度信息，研究面向多方面因素动态变化的综合信任建模理论与方法，揭示跨组间车辆节点信任度量的复杂性与不稳定性消除机制，进一步提出一种动态群组信任模型。分析探查在VANET数据聚集过程中起关键作用的组头节点，对组头节点调控数据聚集的过程与机制进行研究，提出基于信任度的数据聚集算法.本项目研究达到从整体上增强系统安全性与可靠性的目的，同时也为VANET中安全、隐私与信任之间的均衡与调控机理研究提供有益的探索与实践。

新兴的车载自组织网络（VANET）对促进下一代ITS的发展，改善交通和提高行车安全有着巨大的推动作用。VANET中身份、隐私、信任之间存在的冲突破坏了车辆间的安全可靠协作，成为阻碍VANET广泛部署的重要因素。本项目主要做了四个方面的研究工作，具体如下：（1）分析并研究了基于路侧单元（RSU）的动态组构建与身份管理，在此基础上提出基于动态群组的无证书公钥密码体制下快速、安全的批认证方案, 实现群组内车辆节点的认证和动态管理，该方案在解决认证效率的同时，全面考虑群组的安全需求。（2）研究了无RSU辅助的分布式假名管理，在此基础上提出一种车辆节点通信中的匿名双向认证方案，该方案能够在保障认证双方无法伪造证书的前提下确认车辆节点身份。（3）针对车载自组织网络环境下因位置、身份、相似兴趣等动态变化而影响车辆节点间信任度量的复杂性与不稳定性问题，着重研究组构造与动态管理方法，并探讨组内、组间的信任度量与更新机制。在此基础上提出一种动态群组信任模型，模型对网络拓扑的动态变化具有很好的适应能力，一方面，在改善节点公平性的同时，降低了系统的平均负载。另一方面，一定程度上维护了组内与组间的有效信任信息，增强了模型的稳定性。（4）对车载自组网中数据聚集与路由转发问题展开研究，分析探讨了簇结构的动态形成、维护的稳定性与路由转发效率的关系，确立影响动态簇构成与维护的相关因素，在此基础上改进提出新的分簇路由协议。实验结果表明，改进后的路由协议在分组投递率、归一化开销、平均端到端时延上相对经典按需路由协议都具有一定优势。本项目研究达到从整体上增强系统安全性与可靠性的目的，同时也为VANET中安全、隐私与信任之间的均衡与调控机理研究提供有益的探索与实践。