一种面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法

1.一种面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于，令OBU i 表示车辆成员，Cert i 表示车辆成员OBU i 的数字证书；车辆OBU i 维护以下变量：合法证书集合Legal_set＝{<Cert p >}；虚假证书集合Fake_set＝{<Cert f >}；待验证证书集合Unverified_set＝{<Cert k >}；证书累计谜底价值集合Value_set＝{value q |value q 是Cert q 的累计谜底价值，其中Cert q ∈Legal_set∪Unverified_set}；有向图G i ＝<V,E>，其中，顶点集合V为合法证书集合Legal_set中的证书的持有者，即若Cert p ∈Legal_set，则令顶点v p ∈V表示Cert p 的持有者OBU p ；有向边集合E表示成员之间的互信关系，若顶点v i 至顶点v p 之间存在边e i,p ∈E，其含义为OBU i 验证了OBU p 的数字证书为合法证书，即OBU i 信任OBU p ；OBU i 选择的受益者数字证书Bcert i ；OBU i 选择的预期验证者的数字证书Dcert i ；当系统中发现有待验证证书时，即待验证证书集合Unverified_set非空时，启动互信簇协同验证工作流程，包括以下步骤：1)初始化时，令变量Bcert i ＝0，Dcert i ＝0；2)车辆成员OBU i 根据当前的有向图G i ＝<V,E>求解互信簇集合Trust_set，选取Trust_set中编号最小成员为簇首，令簇首为OBU 1 ，更新OBU i 选择的受益者数字证书Bcert i 取值，即Bcert i ＝Cert 1 ，由此OBU i 生成的谜题将使自己和簇首OBU 1 收益；记Δt1周期开始，Δt2周期开始，其中Δt1>Δt2；此时OBU i 无法确定预期的证书验证者，因此更新变量预期验证者的数字证书Dcert i 取值，令Dcert i ＝0；3)记Δt3周期开始，OBU i 构造以下哈希谜题：Cert i ||Location i ||Timestamp i ||Dcert i ||Bcert i ||Puzzle； (1)其中，Δt2>Δt3，Location i 表示发布者OBU i 的当前地理位置，Timestamp i 表示当前的时间戳；Puzzle为当前哈希谜题的谜底；Bcert i 及Dcert i 使用当前变量值；当上述哈希谜题的谜底价值大于0时对外发布哈希谜题，直至Δt3周期结束；4)OBU i 收到某车辆成员OBU j 发布的哈希谜题为：Cert j ||Location j ||Timestamp j ||Dcert j ||Bcert j ||Puzzle；其中，Cert j 表示车辆成员OBU j 的数字证书；若Cert j 在虚假证书集合Fake_set中，则丢弃车辆成员OBU j 发布的哈希谜题；若Cert j 不在合法证书集合Legal_set及待验证证书集合Unverified_set中，则将Cert j 添加入待验证证书集合Unverified_set；车辆成员OBU i 分别针对数字证书Cert j 及数字证书Bcert j 计算车辆成员OBU j 发布的哈希谜题的谜底价值，分别更新数字证书Cert j 及数字证书Bcert j 在证书累计谜底价值集合Value_set中的累计谜底价值；5)记预期验证者候选集合L＝Legal_set-Trust_set，若L为空，则令L＝Unverified_set，赋值完成后，若L依然为空，跳转至步骤12)；否则，从L选择累计谜底价值最大的数字证书Cert m ，更新变量预期验证者的数字证书Dcert i 取值，即Dcert i ＝Cert m ；6)记Δt3周期开始，车辆成员OBU i 将更新后的Bcert i 、Dcert i 代入式(1)中构造哈希谜题；当该哈希谜题的谜底价值大于0时，对外发布该哈希谜题，直至Δt3周期超时；7)车辆成员OBU i 接收某车辆成员OBU r 发布的哈希谜题；Cert r ||Location r ||Timestamp r ||Dcert r ||Bcert r ||Puzzle若当前数字证书Cert r 在虚假证书集合Fake_set中，则丢弃车辆成员OBU r 发布的哈希谜题；若当前Cert r 不在合法证书集合Legal_set及待验证证书集合Unverified_set中，则将Cert r 添加入待验证证书集合Unverified_set；车辆成员OBU i 分别针对当前数字证书Cert r 及当前数字证书Bcert r 计算车辆成员OBU r 发布的哈希谜题的谜底价值，分别更新当前数字证书Cert r 及当前数字证书Bcert r 在证书累计谜底价值集合Value_set中的累计谜底价值；若OBU r 恰好是互信簇簇首OBU 1 ，则OBU i 更新变量受益者数字证书Bcert i 与变量预期验证者的数字证书Dcert i 的取值，使之与互信簇簇首OBU r 选择的受益者证书和预期验证者证书一致，即Dcert i ＝Dcert r ；Bcert i ＝Bcert r ；Location r 表示发布者OBU r 的当前地理位置，Timestamp r 表示当前的时间戳；8)若待验证证书集合Unverified_set为空，则执行步骤12)；车辆成员OBU i 从待验证证书集合Unverified_set中选择累计谜底价值最大的数字证书Cert k 进行验证，如果证书Cert k 验证正确，OBU i 将该证书Cert k 加入合法证书集合Legal_set，更新有向图G i ＝<V,E>，令顶点v k 表示Cert k 的持有者OBU k ，并将v k 添加入顶点集合V，将从顶点v i 至顶点v k 的有向边e i,k 添加入有向边集合E；若证书Cert k 验证错误，则将该证书Cert k 加入本地虚假证书集合；9)若Δt2周期超时，OBU i 发布合法证书集合通告，Δt2周期重新开始；10)车辆成员OBU i 接收某车辆OBU s 发布的合法证书集合通告，若OBU s 的数字证书Cert s 不在本地合法证书集合Legal_set中，则丢弃该通告；否则，遍历通告中的合法证书Cert h ，执行以下两步处理：a)若合法证书Cert h 不在自身的合法证书集合Legal_set中，则对Cert h 进行验证：若Cert h 验证失败，则将Cert h 加入虚假证书通告集合Fake_set，并将该通告提交给权威部门，由权威部门向OBU s 追责，放弃对该通告中其他证书进行验证，执行步骤11)；若Cert h 验证成功，则将Cert h 加入合法证书集合Legal_set，更新有向图G i ＝<V,E>，令顶点v h 表示Cert h 的持有者OBU h ，并将v h 添加入顶点集合V，将从顶点v i 至顶点v h 的有向边e i,h 添加入有向边集合E；b)将从顶点v s 至顶点v h 的有向边e s,h 添加入有向边集合E；11)若Δt1周期超时，则返回执行步骤2)；否则返回执行步骤5)；12)结束。 2.根据权利要求1所述的面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于，步骤1)中，所述互信簇集合Trust_set的求解过程包括以下步骤：A)令互信簇集合Trust_set＝{v i }，边集E t ＝E；v i 为对应车辆成员OBU i 的顶点；B)令Trust_set * ＝Trust_set，依次遍历边集E t ，对于边e k,j ∈E t ，若v j ∈Trust_set * ，则令E t ＝E t -{e k,j }，且Trust_set * ＝Trust_set * ∪{v k }；v j ∈V；C)如果互信簇集合Trust_set不等于Trust_set * ，则令Trust_set＝Trust_set * ，并返回执行步骤B)；否则，返回互信簇集合Trust_set。 3.根据权利要求1所述的面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于，对于某一哈希谜题 其谜底价值＝k*f(message)*g(message)*h(message)；其中，k为哈希谜题二进制串的全零尾串长度；f(message)为位置相关性函数；g(message)为验证相关性函数；h(message)为收益回馈函数。 4.根据权利要求3所述的面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于， 其中，δ为接收车辆的通信半径；Trace(timestamp)表示接收车辆在时刻timestamp的地址位置。 5.根据权利要求4所述的面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于，δ取值为300米。 6.根据权利要求4所述的面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于， 其中，α为验证相关性函数权重系数,α＞0；Rcert为谜面message车辆的数字证书。 7.根据权利要求5所述的面向车载网匿名认证的互信簇协同验证方法，其特征在于， 其中，β为收益回馈函数权重系数，β＞0；Rcert为谜面message车辆的数字证书。