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车辆自组网安全聚合研究

作　者: 韩识
导　师: 刘吉强
学　校: 北京交通大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 安全聚合信息聚合车辆自组网通信聚合算法数据压缩
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

VANETs：车辆自组网)是提高道路交通安全和效率的一种新技术。目前全球的机动车数量已经相当庞大,并且一直呈现上升趋势,导致VANETs系统的复杂性与日俱增。如何保证VANETs中数据传输的安全性和有效性已经成为VANETs研究与应用的关键问题。信息聚合是一种提高数据传输效率的机制。如何同时保证通信安全和通信效率,目前有很多针对这个问题提出的算法,在保证通信安全方面,这些算法大多是基于公钥体系下的数字签名技术进行安全验证,因此会引入大量的通讯开销和计算开销；在提高通信效率方面,为了降低通信开销,一些算法大量压缩原始消息,导致聚合后的消息部分内容丢失,也有一些算法一定程度上的放弃或者降低安全。因此目前缺乏一个有效的方案来满足VANETs对安全性和效率两方面的要求。本文借鉴了目前已经存在的一些算法的优点,提出了一个基于可信计算的VANETs信息安全聚合方案,以相对小的网络开销来实现消息来源的可认证性和消息完整性。本文提出的将TPM(可信计算模块)嵌入到车辆自组网系统中,实现车载系统的可信,防止恶意程序的破坏,并且利用TPM实现密钥的安全存储,保证其不被恶意用户窃取。本文的最后通过文中方案的程序实现分析和模拟实验来证明本文提出的方案的性能,证明本文方案在VANETs系统中的优越性。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 VANETs介绍  10-15
  1.1 车辆自组网定义及发展必然性  10
  1.2 车辆自组网研究的背景  10-11
  1.3 国外研究现状  11-13
  1.4 车辆自组网面对的技术挑战  13-15
2 相关技术介绍  15-35
  2.1 安全信息聚合的主要困难  15-16
  2.2 几种现有的安全信息聚合算法介绍  16-32
    2.2.1 Fabio Picconi提出的信息聚合概率验证算法  16-21
    2.2.2 组通讯方式的信息聚合技术  21-25
    2.2.3 AEMA紧急信息聚合认证方案  25-27
    2.2.4 TESLA认证方案  27-29
    2.2.5 TSVC时限有效的安全车辆通信  29-31
    2.2.6 小结  31-32
  2.3 可信计算平台  32-35
    2.3.1 可信计算平台简介  32
    2.3.2 TPM的主要功能  32-33
    2.3.3 TPM工作流程  33-35
3 车辆自组网信息安全聚合方案  35-51
  3.1 研究的意义  35
  3.2 方案的总体架构  35-37
  3.3 车载可信系统  37-39
    3.3.1 基于TPM完成系统可信认证  37
    3.3.2 TPM对密钥的存储  37-39
    3.3.3 对私钥的使用  39
  3.4 车辆自组网中信息安全聚合方案  39-49
    3.4.1 方案简述  39-40
    3.4.2 分组的策略  40-41
    3.4.3 组内的信息聚合  41-46
    3.4.4 组间信息的共享  46-49
  3.5 小结  49-51
4 算法程序实现和实验模拟  51-67
  4.1 方案中算法实现  51-55
    4.1.1 基于对称密钥的身份认证算法  51-53
    4.1.2 信息聚合方案算法  53-55
  4.2 方案的模拟和可行性评估  55-66
    4.2.1 NS-2简介  55-57
    4.2.2 组内通信策略的仿真  57-65
    4.2.3 组间通讯性能  65-66
  4.3 小结  66-67
5 结论  67-69
  5.1 总结  67-68
  5.2 发展前景  68-69
参考文献  69-71
作者简历  71-73
学位论文数据集  73

车辆自组网安全聚合研究

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