車聯(lián)網的安全機制及關鍵技術研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展和在各個領域應用的不斷推進，車聯(lián)網概念被提出且作為物聯(lián)網中一個重要的分支很快成為研究重點和熱點。近年來，隨著汽車保有量的持續(xù)增長，道路承載容量在許多城市已達到飽和，交通安全、出行效率、環(huán)境保護等問題日益突出。在此大背景下，車輛聯(lián)網技術因其被期望具有大幅度緩解交通擁堵、提高運輸效率、提升現(xiàn)有道路交通能力等功能，很快與智能交通技術走向融合。解決道路交通環(huán)境中的安全問題是車聯(lián)網的功能之一，而安全技術和安全隱患又是影響和制約

2、車聯(lián)網技術發(fā)展的首要因素。在大量的安全問題中，有些在傳統(tǒng)網絡中就已經存在，而有些則是專門針對車聯(lián)網這一特殊應用而出現(xiàn)的。另外，傳統(tǒng)的互聯(lián)網是一種以地址為中心的網絡，而車聯(lián)網則是以數(shù)據(jù)為中心的網絡，所以一些在傳統(tǒng)互聯(lián)網中影響較弱、破壞性不大的安全問題在車聯(lián)網中則表現(xiàn)出強大的危害性。為此，對于車聯(lián)網安全問題的分析和安全方案的實施變得更加復雜，在堅持技術繼承的同時，不能簡單的拿來，而必須結合車聯(lián)網特點進行應用創(chuàng)新。本文主要對車聯(lián)網的安全機制及

3、其關鍵技術進行研究，主要研究內容和創(chuàng)新如下:
　　1.在系統(tǒng)分析車聯(lián)網技術發(fā)展背景的基礎上，指出影響車聯(lián)網技術和應用發(fā)展的關鍵因素是安全，同時提出了在廣泛借鑒和吸收已有成果的基礎上，應立足網絡體系結構和用系統(tǒng)的方法去研究車聯(lián)網面臨的安全問題和存在的安全隱患這一研究路線?；诖怂枷?，依次提出了車聯(lián)網的體系結構、通信架構和安全模型，并在可信計算環(huán)境下設計了一種可信匿名車聯(lián)網身份認證和平臺配置驗證方案，同時對車聯(lián)網的定位和位置感知技術進

4、行了理論分析和應用研究。
　　2.在系統(tǒng)分析物聯(lián)網技術框架和智能交通應用的基礎上，提出了車聯(lián)網的體系結構，將車聯(lián)網從下到上分為感知層、轉送層和應用層。其中，將感知層作為車聯(lián)網的神經末梢，通過車輛狀態(tài)感知、車路感知、車輛定位、車輛間感知等方式實現(xiàn)車輛自身以及車輛與道路交通信息的全面感知、收集和處理;傳送層通過整合現(xiàn)有和演進中的各類網絡，利用云計算、大數(shù)據(jù)等熱點技術，為上層應用提供高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務;應用層負責為車聯(lián)網提供智能交通

5、管理、車輛安全控制、交通事件預警等高端服務功能，具體可分為信息服務、安全服務和節(jié)能服務3種類型。同時，將車聯(lián)網通信框架從下到上依次分為感知層網絡、公共接入網絡、承載網絡和交通控制中心4部分，并將感知層網絡分為車域網(VAN)和車載自組網(VANET)。在此基礎上，重點對車輛內部、車輛與車輛(V2V)以及車輛與周邊信息基礎設施(V2I)之間的通信方式進行了深入系統(tǒng)的研究。
　　3.在分析無線傳感器網絡相關領域已有理論和典型算法的基礎

6、上，針對車聯(lián)網的組網特點和要求，提出了車聯(lián)網的定位和位置感知機制和方法，以及車聯(lián)網研究中需要采用的主要評價指標。在此基礎上，結合車聯(lián)網在特殊環(huán)境中的定位要求，提出了基于RSSI測距的隧道內定位算法，并通過仿真實驗分析，驗證了該算法的真實性和可靠性。
　　4.基于對車聯(lián)網體系結構和車聯(lián)網通信架構的研究，提出了車聯(lián)網安全體系結構，并分車域網安全、車載自組網（VANET）安全和車載移動互聯(lián)網安全3部分。同時提出，車域網安全主要涉及車輛定

7、位安全、傳感器及其網絡安全、車內通信安全和電子車牌安全等方面，車載自組網安全主要涉及干擾攻擊、虛假信息攻擊、隧道攻擊等方面，車載移動互聯(lián)網安全主要涉及車輛安全、接入網安全和應用安全等方面。針對存在的主要安全問題，提出了相關的安全技術和相應的解決方法，其安全技術主要包括數(shù)字簽名、身份認證、數(shù)據(jù)驗證、可信計算等內容。
　　5.基于可信計算技術，提出了車聯(lián)網可信匿名認證模型，依次分為車輛身份認證、車輛平臺身份認證和車輛平臺完整性驗證3個