基于区块链的IoV隐私保护认证方案设计

传统车联网(Internet of Vehicles,IoV)身份认证系统普遍具有中心不可信的安全风险,而智联车又存在许多亟待解决的隐私安全问题.因此,借助区块链分布式、可溯源、不可窜改等特点,提出云链结合的可信分散式系统架构,基于该架构同时结合无证书的密码机制以及密钥隔离技术设计分布式身份认证协议.通过安全性分析表明,该方案安全性高、能满足车联网匿名身份认证的要求.同时与现有方案进行仿真对比表明,本方案具有更低的计算开销和通信成本,适用于实际的认证时延低和隐私保护的车联网环境中.     

一种基于区块链的IoV隐私保护认证方案设计

传统车联网（Internet of Vehicles,IoV）身份认证系统普遍具有中心不可信的安全风险,而智联车又存在许多亟待解决的隐私安全问题。因此,借助区块链分布式、可溯源、不可窜改等特点,提出云链结合的可信分散式系统架构,基于该架构同时结合无证书的密码机制以及密钥隔离技术设计分布式身份认证协议。通过安全性分析表明,该方案安全性高、能满足车联网匿名身份认证的要求。同时与现有方案进行仿真对比表明,本方案具有更低的计算开销和通信成本,适用于实际的认证时延低和隐私保护的车联网环境中。     

Cybertwin中的格上生物特征认证密钥交换协议

针对基于Cybertwin的网络架构中通信双方存在信道安全以及隐私保护的问题,提出新的格上认证密钥交换协议。使用生物特征认证技术实现Cytertwin服务下的用户实名制登录和强身份认证需求,保证Cybertwin服务对用户网络行为的审计和追踪。通过引入通信方身份信息构造格上抗碰撞哈希函数,使身份信息在公共信道传输过程中能够应对量子威胁,同时满足用户匿名性和不可追踪性。最后基于RLWE问题设计了新的和解机制,通过两轮交互共享安全会话密钥。协议在BPR模型下满足理论可证明安全,具有抗量子攻击、抗临时秘密值泄露攻击、抗生物特征猜测攻击等安全特性。仿真实验表明该协议计算和通信开销适用于Cybertwin服务下数量庞大的终端互连需求。     

车联网隐私保护技术研究

随着汽车智能化、网联化程度的不断加深,车辆、用户及第三方机构之间的数据共享日益成为刚需,由车辆、用户、路边单元等通信实体之间构建的网络车联网应运而生,而车联网的高移动性和网络拓扑多变性使其更容易遭受攻击,进而导致严重的车联网用户隐私泄露问题。如何平衡数据共享和隐私保护之间的关系成为车联网产业发展所面临的一个关键挑战。近年来,学术界针对车联网隐私保护问题进行了深入的研究,并提出了一系列解决方案,然而,目前缺少对这些方案从隐私属性方面进行分析。为此,本文首先从车联网的系统架构、通信场景及标准进行阐述。然后对车联网隐私保护的需求、攻击模型及隐私度量方法进行分析与总结。在此基础上从车联网身份隐私、匿名认证位置隐私和车联网位置服务隐私三个方面出发,介绍了匿名认证、假名变更、同态加密、不经意传输等技术对保护车联网用户隐私起到的重要作用,并讨论了方案的基本原理及代表性实现方法,将方案的隐私性从不可链接性、假名性、匿名性、不可检测性、不可观察性几个方面进行了分析与总结。最后探讨了车联网隐私保护技术当前面临的挑战及进一步研究方向,并提出了去中心化的车辆身份隐私技术以保护车辆身份隐私、自适应假名变更技术以支持匿名认证、满足个性化隐私需求的位置服务隐私保护技术,以期望进一步推动车联网隐私保护技术研究的发展与应用。     

安全的RFID认证协议研究设计

分析了已有的各种RFID机制的安全应用和RFID系统保护个人隐私的机制,在此基础上提出并探讨了一个鲁棒性强、保护用户隐私、安全同步的认证协议,以满足计算能力不高、价格低廉的RFID系统.该认证协议满足了保护射频卡用户隐私的要求,并满足射频卡的不可跟踪性,不可克隆性等.提出的RFID系统使用无源标签,且其具有少量存储能力并具有可复写功能,在后继研究中给出了该协议的具体实现过程以及安全性证明.     

一种面向车联网通信的条件隐私保护认证协议

车联网可有效提高交通的效率和安全性,但通信过程中存在的隐私泄露问题严重阻碍了其应用落地。提出一种面向车联网V2X通信的条件隐私保护认证协议。针对现有协议大多仅支持车辆认证的局限性,基于用户身份和车辆身份信息生成车与用户绑定的生物密钥,使协议支持单车多用户或单用户多车认证。在保护用户和车辆身份的条件下完成对消息发送方的身份认证,并在特定情况下追溯车辆和用户的真实身份,从而实现对车辆和用户的条件隐私保护。同时,在协议中添加批量验证功能以提高验证效率。形式化的安全性分析和性能评估结果表明,该协议是安全且高效的。     

VANET中基于无证书环签密的可认证隐私保护方案

针对车载自组织网络(Vehicular ad-hoc Network,VANET)中车辆用户隐私信息保护和通信消息传输安全的问题,提出了一种可认证的无证书环签密方案。车辆通过可信机构生成的伪身份通信,有且仅有可信机构可以根据车辆节点的原始注册信息和追踪密钥确定消息发送车辆的真实身份,保证了通信的匿名性和对恶意车辆身份的可追踪性;消息发送车辆和接收车辆基于所构建的可认证环签密模型分别执行签密和解签密算法,实现了签密车辆身份和所发送消息的可认证;在随机预言模型下证明了所提方案具有机密性和不可伪造性。将所提的隐私保护方案与现有的VANET隐私保护方案进行安全性能的比较,证明了所提方案的机密性、可认证性和可追踪性等安全性较完善。通过列表比较了所提方案中环签密和解签密算法中各项运算的数量。将两种算法中双线性运算和标量乘运算的开销之和作为所提方案的计算开销,列表并进行数值分析。仿真实验基于Intel I7、3.07 GHz的硬件平台和MATLAB软件。结果表明,所提方案的计算开销远小于其余3个方案。当车辆数量增大到适用范围的上限100时,所提方案的计算开销仍小于150 ms。因此,该隐私保护方案满足了安全性和即时通信的要求,尤其适用于城市交通系统。     

基于假名的智能交通条件隐私保护认证协议

在智能交通、无人驾驶等场景中,车辆节点与路边设施进行数据交换以实现车路协同,有助于提高交通安全、缓解交通拥堵。但该场景下的数据交换面临很多安全问题,隐私泄露是其中的主要安全风险之一。现有智能交通隐私保护方案多涉及复杂度较高的运算或需配置高成本的防篡改设备,效率较低,不能满足无人驾驶等智能交通应用的实时要求。为此,文章提出一种轻量级基于假名的条件隐私保护认证协议,该协议包括基于变色龙哈希的身份认证与基于椭圆曲线的消息认证,实现了车辆节点在数据交换过程中的匿名性与可追踪性,并可抵抗多种安全攻击。性能分析表明,该协议在计算、通信及存储等方面的开销均优于对比方案,在智能交通场景下的可行性更强。     

可追踪的区块链账本隐私保护方案

由于区块链中交易的有效性建立在账本公开验证的基础上,这带来了隐私保护的安全问题。目前的研究成果往往过度强调隐私性,使得区块链在实际应用中不受监管。如何在区块链上既保证用户信息的隐私性又使得用户能够被特定监管人所追踪是一个值得研究的问题。基于零知识证明、隐身地址技术和环签名,提出了一种可追踪的区块链账本隐私保护方案。通过使用可追踪的零知识证明、可追踪的隐身地址和可追踪的环签名,使得一般用户无法通过分析历史账本降低匿名性,同时管理者能够解密交易信息。该方案增强了区块链账本的隐私性,也保证了区块链能够被监管。理论分析证明了方案拥有较强的安全性和可追踪性。仿真实验结果表明方案具有强匿名性,且不会对传统区块链的性能带来显著影响。     

车联网中基于位置服务的个性化位置隐私保护

随着车联网的快速发展,用户享受车联网提供的位置服务(location-based services,LBSs)时,位置隐私泄漏是一个关键安全问题.针对车载网络中位置服务隐私泄露问题,提出了一种基于差分隐私的个性化位置隐私保护方案,在保护用户隐私的前提下,满足用户个性化隐私需求.首先,定义归一化的决策矩阵,描述导航推荐路线的效率和隐私效果;然后,引入多属性理论,建立效用模型,将用户的隐私偏好整合到该模型中,为用户选择效益最佳的驾驶路线;最后,考虑到用户的隐私偏好需求,以距离占比为衡量指标,为用户分配合适的隐私预算,并确定虚假位置的生成范围,以生成效用最高的服务请求位置.基于真实数据集,通过仿真实验,将所提方案与现有方案进行对比,实验结果表明:所提出的个性化位置隐私保护方案在合理保护用户隐私的情况下,能够满足用户的服务需求,以提供更高的服务质量(quality of service, QoS).