基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法与系统与流程

技术特征：

1.基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤A，由密钥生成中心KGC和跟踪认证中心TRA共同执行，生成车联网的主密钥和系统参数；

步骤B，根据系统参数、车辆用户的真实身份信息，TRA生成车辆用户的假名身份；

步骤C，根据系统参数、车辆用户的假名身份，KGC生成车辆用户的部分私钥；

步骤D，根据系统参数、车辆用户的部分私钥，车辆用户生成自己的公钥和私钥；

步骤E，根据系统参数、车辆用户的公钥和私钥、车辆用户的假名身份，车辆用户对消息进行签密，并指定另一车辆用户作为接收用户；

步骤F，根据系统参数、车辆用户对消息的签密，路侧单元RSU生成聚合签密；

步骤G，路侧单元RSU对聚合签密进行验证，若聚合签密有效，则执行步骤H，否则程序结束；

步骤H，接收用户对聚合签密进行解签密。

2.根据权利要求1所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，步骤A具体过程如下：

(1)令G₁是一个阶为q的加法循环群，P是群G₁的生成元，G₂是一个阶为q的乘法循环群，e:G₁×G₁→G₂是一个可计算的双线性映射，其中，q为素数；

(2)KGC选择一个随机数作为认证主密钥，并秘密保存认证主密钥s₁；计算认证主公钥P_Pub＝s₁·P，其中表示集合{1,2,K,p-1}。

(3)TRA选择一个随机数作为跟踪主密钥，并秘密保存跟踪主密钥s₂；计算跟踪主公钥T_Pub＝s₂·P；

(4)KGC和TRA共同选择4个密码学Hash函数：H₁:{0,1}^*→G₁，H₄:{0,1}^*→G₁，从而得到系统参数params＝{q,G₁,G₂,e,P,P_Pub,T_Pub,H₁,H₂,H₃,H₄}。

3.根据权利要求2所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，所述步骤B具体过程如下：

(1)车联网中第i个车辆用户V_i随机选择计算ID_i,1＝k_i·P∈G₁；然后通过安全信道发送二元组(RID_i,ID_i,1)给TRA，其中，RID_i是V_i的真实身份，i＝1,2,L,n，n为车联网中车辆用户的个数；

(2)TRA从安全信道接收到二元组(RID_i,ID_i,1)后，计算其中，T_i是V_i的假名身份的有效期；H(·)是一个密码学Hash函数：然后TRA通过安全信道发送V_i的假名身份ID_i＝(ID_i,1,ID_i,2,T_i)给KGC。

4.根据权利要求3所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，步骤C具体过程如下：

KGC通过安全信道接收到V_i的假名身份ID_i后，首先，计算假名身份ID_i的Hash值然后，计算V_i的部分私钥最后，KGC通过安全信道发送假名身份ID_i和部分私钥给V_i。

5.根据权利要求4所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，步骤D的具体过程如下：

首先，V_i随机选择一个秘密值将作为私钥然后，计算公钥最后，得到V_i的私钥和公钥

6.根据权利要求5所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，步骤E的具体过程如下：

(1)V_i指定另一车辆用户作为接收用户V_R，其中，R＝1,2,…,n且R≠i；

(2)V_i随机选择计算R_i＝r_i·P∈G₁、其中，，ID_R是接收用户V_R的假名身份，是ID_R的Hash值；

(3)V_i计算和其中，是接收用户V_R的公钥，M_i是对应V_i的消息，t_i是V_i签密时的时间戳；

(4)V_i计算和(5)V_i计算

(6)V_i输出M_i的签密δ_i＝(R_i,C_i,S_i)，并发送四元组(δ_i,ID_i,ID_R,t_i)给RSU。

7.根据权利要求6所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，步骤F的具体过程如下：

RSU根据系统参数、V_i对M_i的签密δ_i，输出聚合签密δ，δ＝(R,C₁,C₂,L,C_n,S)，其中，

8.根据权利要求7所述的一种基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，所述步骤G的具体过程如下：

RSU根据公式(1)对聚合签密δ进行验证：

$e(S,P)=e(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{Q}_{{\mathrm{ID}}_i}\·W_i,P_{Pub})\·e\left(\right(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{vpk}}_{{\mathrm{ID}}_i})+R,\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{U}_i)---\left(1\right)$

式中，e(g)表示双线性对运算；如果验证公式(1)成立，则聚合签密δ有效，RSU发送验证有效的δ和t_i给接收用户V_R，否则，聚合签密δ无效，程序停止。

9.根据权利要求8所述的基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护方法，其特征在于，步骤H的具体过程如下：

(1)接收用户V_R计算和其中，是接收用户V_R的部分私钥，是接收用户V_R的私钥；

(2)接收用户V_R计算进行解签密。

10.基于无证书聚合签密的车联网条件隐私保护系统，其特征在于，包括：

系统参数生成模块，用于生成车联网的主密钥和系统参数；

假名身份生成模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数、车辆用户的真实身份信息，生成车辆用户的假名身份；

部分私钥生成模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数、车联网的主密钥、车辆用户假名身份，生成车辆用户的部分私钥；

车辆密钥生成模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数，生成车辆用户的公私钥；

签密生成模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数，车辆用户私钥和部分私钥，生成车辆用户对消息的签密；

聚合签密生成模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数，消息的签密，路侧单元RSU生成聚合签密；

聚合签密验证模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数，对聚合签密生成模块生成的聚合签密是否有效进行验证，并输出验证结果；

聚合解签密模块，用于根据系统参数生成模块生成的系统参数，接收用户生成解签密消息。