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专利号: 2019102557972
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,设定环R中有n个车辆R={V1,V2,...,Vn},车辆用户Vs有代表环R中所有车辆对消息明文m签密的意愿,车辆用户Vs的身份为 其特征在于包括如下步骤:步骤1)在交通管理中心进行车辆注册操作;

步骤2)进行系统初始化及密钥生成;

步骤3)设定E表示加密算法,D表示解密算法,作为消息发送者的签密车辆Vs用自身私钥对消息m加密,根据式(1)得到签名c;

步骤4)签密车辆Vs应用环外消息接收车辆Vr的公钥 对签名c进行二次加密,根据式(2)得到环签密σ,步骤5)消息接收车辆Vr收到环签密σ后,应用自身私钥 对密文进行解密得到环签名c;应用签密车辆Vs的公钥 进行二次解密,根据式(3)得到消息明文m′;

步骤6)验证公钥合法性,并判断解密的明文m′是否正确。

2.根据权利要求1所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤1)中,交通管理中心对管理区域内的每一个车辆用户Vi进行车辆注册操作的过程为:设定车辆用户Vi的身份 密钥生成中心计算 作为车辆Vi的伪身份,车辆在与其他车辆通信中使用该伪身份进行数据匿名交互。

3.根据权利要求2所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤2)中系统初始化具体为:密钥生成中心选择系统安全参数k,设定G1为阶数为q的循环加法群,G2是同阶循环乘法群,q为素数且设置q=k,设定双线对e:G1×G1→G2,交通管理中心选择四个安全的单向散列函数H1、H2、H3以及H4,分别为H1:{0,1}*→G1、H2:G2→{0,1}l×G1、H3:{0,1}l×G1×G2×{0,1}*×G1→Zq*和H4:{0,1}l×Zq*→Zq*,其中l是消息明文m的长度,交通管理中心选择一个随机数s∈Zq*作为系统的主密钥,Zq*表示(q-1)非0正整数循环群;接着计算系统公钥Ppub=sP,P是循环群G1的一个生成元,交通管理中心公开系统参数 Params={q,e,G1,G2,P,Ppub,H1,H2,H3,H4},保密主密钥s。

4.根据权利要求1所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤2)中的私钥的生成过程包括如下步骤:步骤a)根据式(4)由密钥生成中心得到部分私钥,

其中,s为主密钥,Qi为车辆Vi的伪身份;

步骤b)根据式(5)由密钥生成中心得到完整私钥,

其中,xi为车辆用户Vi选择的随机数作为的秘密值,xi∈RZq*。

5.根据权利要求1所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤2)中的公钥 根据式(6)得到,Qi表示车辆用户Vi的伪身份,Xi表示车辆Vi的假名,Yi表示车辆Vi所对应的系统公钥,Ppub是系统公钥。

6.根据权利要求1所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤3)中对消息m加密包括如下步骤:步骤A)选择随机数α∈RZq*,根据式(7)、式(8)计算U=α·P                               (7)α

ω=e(Ppub,Xr)                           (8)其中,U是环签密σ=(c,U,R,R1,R2,...,Rn)的一个元素,ω表示利用接收车辆的假名生成的签密车辆对消息m加密的一个因子,Xr表示消息接收车辆的假名;步骤B)对于任意的i∈{1,2,...,n},若i≠s,选择βi∈RZq*,计算Ri=βi·P                                 (9)hi=H3(m,Ri,ω,R,Xr)                 (10)其中,Ri表示车辆Vi在环R中的身份标识;R表示n个车辆组成的环标识;m表示签密车辆Vs希望代表环R发送给环外接收车辆Vr的消息明文;hi是于解签密阶段验证签密正确性的验证因子。

若i=s,选择βs∈RZq*,根据式(11)、式(12)以及式(13)计算加密因子:hs=H3(m,Rs,ω,R,Xr)                         (12)其中,Rs表示签密车辆Vs在环R中的身份标识;hs是便于解签密阶段验证签密正确性的验证因子;Z表示签密车辆Vs对消息明文m的一个加密因子;

步骤C)根据式(14)计算消息m对应的密文,

7.根据权利要求1所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤4)中环签密σ根据σ=(c,U,R,R1,R2,...,Rn)得到,签密车辆Vs将环签密σ发送给接收车辆Vr。

8.根据权利要求1所述的车载自组织网络中基于无证书环签密的隐私保护方法,其特征在于所述步骤5)中解密具体过程如下:步骤Ⅰ)验证公钥的合法性:对于所有i∈{1,2,...,n},验证等式(15)e(Xi,Ppub)=e(Qi,Yi)                        (15)判断验证等式(15)是否成立,若成立,则公钥合法,继续解密;否则,判定解密失败;

步骤Ⅱ)计算 并通过式(16)计算m′和Z′,

步骤Ⅲ)对任意i∈{1,2,...,n},计算hi′,

hi′=H3(m′,Ri,ω′,R,Xr)                         (17)验证等式(18)是否成立,若等式成立,则表明解密成功,输出解密后的消息m′;否则,判定解密失败,