基于C-V2X系统的智能网联汽车安全系统研究与实现

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汽车的普及为我们的生活带来了舒适性与便捷性,汽车对于人们生活以及人类社会的重要性不言而喻。近年来随着智能网联汽车的快速发展,传统汽车行业将迎来了新的纪元。同时,我国将C-V2X技术作为车联网V2X技术的主要技术路线,推动了智能交通和智能网联汽车行业的进一步发展,吸引了众多企业和研究人员的目光。智能网联汽车通过搭载摄像头、雷达等传感器设备,实现车辆对周围环境的感知,并融合车联网V2X技术,实现车辆与周围其他车辆、路侧单元、行人、云平台之间的信息交换与共享,使汽车能够更加安全、舒适、节能、高效的行驶。但智能网联汽车在信息的交互过程中,不仅会交换普通的行驶状态数据信息,还会向外发送包含身份信息、地理位置的隐私数据,因此需要建立完善的信息安全保护机制来保护车辆在通信过程中的安全性与隐私。本文基于现有的车联网C-V2X通信架构,结合车联网终端通信的特点与安全需求,设计并实现一种车联网安全证书管理系统,并基于公钥证书体系与国密算法体系实现车联网通信过程中终端应用层的通信安全,保证车车通信以及车云通信的通信安全,保护智能网联汽车在通信中的数据安全与隐私安全,抵御不法分子的恶意攻击。本文首先深入分析了LTE-V2X车联网系统安全风险与需求,并对现有的安全机制进行介绍。其次,本文设计并实现了一种车联网安全证书管理系统,采用整体分布局部集中的部署方式,通过国密算法与自定义证书格式保障车联网终端间的应用层通信数据安全与隐私安全。随后,本文对车联网安全证书管理系统中的CA搭建、终端身份认证、证书的生成、颁发与撤销、云端与终端的安全通信过程、证书的申请、管理与撤销,终端间的互信互任,以及终端间的安全通信过程等功能模块进行了详细的设计与实现。最后,本文对车联网安全证书管理系统的主要功能模块进行了功能测试,对车联网终端的消息签名验签环节进行了性能测试,并针对车联网终端的验签策略提出了三种验签优化方案。
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