1.一种适用于车联网的高效轻量级跨域认证方法,其特征在于,包括:S1、对可信任机构MTA进行初始化,并通过所述MTA向区域TA授权,其中,所述可信任机构MTA由若干区域TA组成;
S2、车辆用户向对应的授权后的区域TA进行注册,创建假名用户列表;
S3、将预设的服务器向所述区域TA进行注册;其中所述服务器包括:认证服务器AS与计算服务器CS;
S4、车辆向所述认证服务器AS发送任务卸载的跨域请求;
车辆向所述认证服务器AS发送任务卸载的跨域请求包括:计算用于跨域请求的签名 其中, 表示车
辆 的私钥, 是车辆 的假名, 是时间戳, 是跨域请求的消息;
车辆将 发送到跨域区域的认证服务器AS;
S5、所述认证服务器AS对所述跨域请求进行验证,验证成功后,向车辆发送跨域确认消息;
所述认证服务器AS对所述跨域请求进行验证包括:S51、当其他区域的认证服务器AS收到车辆跨域请求消息时,验证跨域请求消息的时间A戳 是车辆 发送消息m的时间, 是AS接收到消息的时间,ΔT是预设的时间范围;在确认时间戳的有效性后,其他区域的认证服务器AS检查车辆的假名是否来自区域TA的AIDL列表中,如果查找成功,则认证服务器AS通过计算双线性映射来验证车辆的请求消息;
S52、如果验证通过,认证服务器AS将发送一个跨域确认消息给车辆;其中,所述跨域确认消息为: 其中A
是AS的私钥, 是认证服务器AS的身份信息, 是时间戳, 是跨域确认的消息,H()是一个将输入的任意长度数据转换为固定长度的哈希值的哈希函数;
S53、在收到认证服务器AS的确认消息后,车辆首先通过计算 检查时A
间戳 的有效性, 是AS 发送确认消息的时间戳, 是车辆 接收到确认消息时的时间戳,ΔT是规定的时间范围;然后,车辆通过计算双线性映射来验证认证服务器AS的确认消息;如果验证通过,则确认认证服务器AS已接受车辆的跨域请求;
所述认证服务器AS对所述跨域请求进行验证还包括:当有n辆车向认证服务器AS发起跨域请求时,n辆车的签名为是n辆车的私钥, 是n辆车的假名, 是n辆车的时间戳, 是n辆车的跨域请求消息;认证服务器AS通过计算签名总和 检查双线性映射是否成立;如果验证成功,则认证服务器AS完成了车辆的批量验证;
S6、车辆接收跨域确认消息后,认证服务器AS与计算服务器CS进行密钥协商。
2.根据权利要求1所述的适用于车联网的高效轻量级跨域认证方法,其特征在于,创建所述假名用户列表包括:S21、车辆向所属的所述区域TA发送身份 和公钥 所述区域TA收到车辆发送的信息后,选择一个随机值 并计算车辆的假名 基于车辆的假名 创建预设信息发送至车辆;其中,所述预设信息为: 其中, 为车辆的假名,Bi为通过与车辆的公钥和假名 进行异或运算生成的加密值,Zi为由区域TA生成用于传输秘密值H(Q)的值,Xi为在跨域认证过程中用于车辆和认证服务器AS之间配对的值,Yi为用于在认证过程中安全传递Xi的值;
S22、所述区域TA创建一个假名用户列表AIDL来存储车辆的假名,并与其他区域的TA秘密共享AIDL。
3.根据权利要求1所述的适用于车联网的高效轻量级跨域认证方法,其特征在于,将预设的服务器向所述区域TA进行注册包括:S31、每个区域的所述认证服务器AS将身份信息IDAS和公钥PKAS发送给区域TA,区域TA计算t1=H(Q)和t2=H(IDAS||Q),并生成AS证书CTAS=E(SKTA,(IDAS||PKAS||TAS||VER));其中,SKTA表示区域TA的私钥,TAS表示整数的有效期,VER表示证书的版本号;区域TA将{t1,t2,CTAS}返回给对应区域的认证服务器AS;
S32、所述计算服务器CS将身份信息IDCS和公钥PKCS发送给区域TA;区域TA生成证书CTCS=E(SKTA,(IDCS||PKCS||TCS||VER));区域TA将证书CTCS返回给所述计算服务器CS。
4.根据权利要求1所述的适用于车联网的高效轻量级跨域认证方法,其特征在于,认证服务器AS与计算服务器CS进行密钥协商包括:S61、认证服务器AS计算 和 为
′
车辆的假名,Xi 为在跨域认证和密钥协商过程中保护车辆的真实身份信息的中间值,t2为′隐藏AS身份的哈希值,Z1为用于在认证过程中隐藏车辆假名信息、AS身份和Xi的哈希值,′ ′为区域A的AS的身份,Xi 用于隐藏车辆 身份,Z1用于隐藏Xi;然后认证服务器AS执行加密计算Z2=E(SKAC,(Z1||T1));Z2是通过哈希操作对Z1的加密密文,SKAC表示AC和CS之间A协商的临时密钥,T1是AS加密操作时的时间戳;认证服务器AS将Z2发送到计算服务器CS;
′
S62、计算服务器CS收到Z2后,首先进行解密计算Z1||T1=D(SKAC,(Z2)),获取时间戳T1;
′ ′ A
然后验证时间戳T1‑T1<ΔT是否有效,T1是CS收到消息时的时间戳;如果有效,计算服务器′ ′ ′CS生成一个随机数y,随机数y用于与Z1 异或运算出Z3=y⊕Z1隐藏Z1 ,然后计算服务器CS计算服务密钥 服务密钥SKCV是计算服务器和车辆之A A A
间协商的密钥, 是AS 的身份信息, 是CS的身份信息,T2是CS 生成密钥时的时间戳;然后计算服务器CS计算出签名 将 发送给车辆;
′ ′
S63、车辆接收到 后,首先验证时间戳T2‑T2<ΔT是否有效,T2是 接收′ ′ ′
消息时的时间戳,如果有效,车辆计算 和Xi =Yi⊕Ai;Ai用于′ ′ ′ ′ ′
隐藏Xi,Xi 用于计算出Z1;接着车辆计算 和y=Z3⊕Z1得到服′
务密钥 用于后续任务卸载通信;其中,通过y 保护服′ ′
务密钥不被泄露,Z1 用于隐藏y ;最后,车辆通过计算 来验证计算服务器CS的身份。