面向自动驾驶汽车的访问控制和认证协议研究

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为了支撑上层自动驾驶功能,一辆自动驾驶汽车通常安装大量的传感器来获取道路状况,并安装众多应用程序来保障其正常运行。然而,传统的车内网络缺少细粒度的认证单元和各类加密单元,很多应用程序可以过度访问自动驾驶车辆上的敏感数据,造成车辆的隐私泄露。此外,车载相机系统易受到光线影响,在极端环境下感知的准确性有限;针对这一问题,一些学者提出将车辆自组织网络与自动驾驶技术结合,提高自动避障性能,然而保障消息的安全性和可靠性又成为新的挑战。遗憾的是,目前关于自动驾驶汽车数据通信的隐私性保护研究较少,现有方案较多提出隐私加密构想,并未提供具体解决方案。本文主要研究自动驾驶汽车隐私保护的访问控制和认证协议,旨在保障车辆数据的隐私性。主要贡献如下:1)为了保障车内数据的隐私性,本文首次提出一种适用于自动驾驶汽车的数据细粒度访问控制方案。在该方案中,用户可以自定义应用程序对于车内数据的访问权限,只有满足访问策略的应用程序才可以获取对应的数据。该方案使用混合加密算法,从而弥补传统车内网络缺少加密单元的安全缺陷,并且提出一个基于中国剩余定理的密钥更新策略。最后,实验证明所提出的属性加密算法具有较低的开销,同时所实现的访问控制方案满足低时延、细粒度的要求。2)为了保障消息的可靠性,本文提出一种可安全认证的自动驾驶汽车协同感知通信方案。自动驾驶汽车可以共享道路状况信息,并与车载感知信息进行融合,提高感知系统的准确性,保障车辆行驶的安全性。同时,该方案可以实现车辆全局通信安全,既采用高效哈希算法实现车内ECU认证,又基于椭圆曲线密码学实现协同通信中消息的批量认证。最后,与现有方案对比,所提出的认证算法具有较低的计算开销和通信开销,且在传销时延和丢包率方面具有较好的性能表现。
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