车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法

1.本公开属于安全无线通信领域，具体而言涉及一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法。


背景技术：

2.在智能交通系统中，智能网联车辆(icvs)通过无线信道与其他实体进行数据交换和共享，以实现舒适和环保的驾驶。由于无线通道的开放性，有必要在共享前对敏感数据进行加密以确保数据安全。然而，现有能够实现安全数据共享的方案缺少有效的策略能够实现跨密码系统动态分配密码文本给多个接收者，遇到了效率和安全瓶颈。
3.在现有技术中，在车联网环境下实现数据共享，需要发送者进行加密、解密以及广播的过程，才能够将发送发发送的数据，但是这一过程将加重车联网系统的计算量，传播效率低下。


技术实现要素：

4.本公开正是基于现有技术的上述需求而提出的，本公开要解决的技术问题是提供一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法以保证安全的同时提高效率。
5.为了解决上述问题，本公开提供的技术方案包括：
6.提供了一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，包括：根据获取的车联网环境中的车辆信息和路侧单元信息，权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥；发送方对路况信息加密，形成密码文本，并发送给原始接收方，所述发送方包括车辆或路侧单元，所述原始接收方为云服务器或无线电通信系统；授权代理单元接收所述密码文本并备份；原始接收方向授权代理单元发送授权令牌，所述授权代理单元转换密码文本，并将转换的密码文本嵌入相应的访问策略；新的接收方匹配所述访问策略，若匹配成功，则对转换的密码文本进行解密以恢复明文。
7.优选的，所述方法还包括权威机构初始化，建立私钥生成器以生成群组元素其中为2个循环群，g是群的生成元，的素数阶为p，e为双线性对，且满足随机选择随机选择随机选择为非负的且小于p的整数，哈希函数建立权威机构的主公钥和主私钥，其中主公钥为mpk＝{g，μ，η，ω，v，f，e(g，g)
α
，h，f}，主私钥为msk＝α。
8.优选的，所述权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥包括权威机构为发送方颁发相应的私钥：通过私钥生成器随机生成整数τ，并根据τ形成私钥，表示为：sk1＝g
α
(μ
h(id)
η)τ，sk2＝g
τ
，其中，sk1和sk2共同构成私钥，id为发送方用户的身份，h(id)为以id为输入通过哈希函数映射的值。
9.优选的，所述权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥还包括权威机构为新的接收方颁发相应的私钥：输入所述主公钥mpk、主私钥msk和属性列其
中an为第n个属性，通过私钥生成器输出新的接收方的私钥，表示为：其中，d0＝g
α
ω
τ
，d1＝g
τ
，其中其中i∈[1，n]。
[0010]
优选的，发送方对路况信息加密包括，发送者随机选择并输出密文ct＝{c0，c1，c2，c3}，其中c1＝(μ
h(id)
η)z，c2＝gz，c3＝fz，为路况信息的明文消息。
[0011]
优选的，所述方法还包括原始接收者制定线性私钥访问策略其中，m是一个l
×
n的矩阵，为映射m的每一行为一个属性；随机选择并设置再随机选择并计算授权令牌d0＝sk1·fr
，其中，d1＝sk2，，
[0012]
优选的，所述授权代理单元转换密码文本包括，转换的密码文本表示为新的接收方首先解析ct"和私钥sks，若计算常数以至于再计算和gr＝c0′
/f(a
′
)，最后通过计算恢复明文
[0013]
与现有技术相比，本公开提出一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，用于智能网联车辆(icvs)间的安全通信。在该方法中，数据所有者通过利用原始接收者的身份对数据进行加密。随后，它将加密的数据交付给授权代理进行备份。当需要转换密码文本时，原始接收者向授权代理发送一个授权令牌，以执行备份密码文本的转换。这样一来，只有拥有有效密钥同时与转换后的密码文本中嵌入的访问策略相匹配的新接收者才有权利恢复明文。如此设置能够将以原始接收者身份产生的密码文本转换为与访问策略绑定的新密码文本。因此，当满足访问策略并拥有有效的密钥时，原始数据也可以被其他新的接收者访问。此外，还能够使原有密文在不解密的情况下就能够转化成新的密文，在转化的时候，代理服务器无法获取任何关于明文的有效信息。
附图说明
[0014]
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]
图1为本公开的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法流程示意图；
[0016]
图2为本公开的车联网系统连接流程图。
具体实施方式
[0017]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]
在本公开实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[0019]
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在......上方”、“下”和“在......上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
[0020]
为便于对本技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本技术实施例的限定。
[0021]
本实施例提供了一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，如图1-图2所示。
[0022]
所述车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法包括：
[0023]
根据获取的车联网环境中的车辆信息和路侧单元信息，权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥。
[0024]
所述权威机构首先进行初始化，建立私钥生成器以生成群组元素其中为2个循环群，g是群的生成元，的素数阶为p，e为双线性对，且满足随机选择随机选择为非负的且小于p的整数，哈希函数建立权威机构的主公钥和主私钥，其中主公钥为mpk＝{g，μ，η，ω，ν，f，e(g，g)
α
，h，f}，主私钥为msk＝α。
[0025]
所述权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥包括权威机构为发送方颁发相应的私钥和为新的接收方颁发相应的私钥。权威机构为发送方颁发相应私钥包括：通过私钥生成器随机生成整数τ，并根据τ形成私钥，表示为：sk1＝g
α
(μ
h(id)
η)
τ
，sk2＝g
τ
，其中，sk1和sk2共同构成私钥，id为发送方用户的身份，h(id)为以id为输入通过哈希函数映射的值。权威机构为新的接收方颁发相应的私钥包括：输入所述主公钥mpk、主私钥msk和属性列其中an为第n个属性，通过私钥生成器输出新的接收方的私钥，表示为：其中，d0＝g
α
ω
τ
，d1＝g
τ
，，其中其中i∈[1，n]。
[0026]
发送方对路况信息加密，形成密码文本，并发送给原始接收方，所述发送方包括车辆或路侧单元，所述原始接收方为云服务器或无线电通信系统。
[0027]
发送方对路况信息加密包括，发送者随机选择并输出密文ct＝{c0，c1，c2，c3}，其中c1＝(μ
h(id)
η)z，c2＝gz，c3＝fz，为路况信息的明文消息。
[0028]
授权代理单元接收所述密码文本并备份。
[0029]
原始接收方向授权代理单元发送授权令牌，所述授权代理单元转换密码文本，并将转换的密码文本嵌入相应的访问策略。
[0030]
所述方法还包括原始接收者制定线性私钥访问策略其中，m是一个l
×
n的矩阵，为映射m的每一行为一个属性；随机选择并设置再随机选择并计算授权令牌其中，d1＝sk2，，
[0031]
所述授权代理单元转换密码文本包括，转换的密码文本表示为
[0032]
新的接收方匹配所述访问策略，若匹配成功，则对转换的密码文本进行解密以恢复明文。
[0033]
新的接收方首先解析ct"和私钥sks，若计算常数以至于再计算和gr＝c0′
/f(a
′
)，最后通过计算恢复明文
[0034]
上述方法适用于以下场景，当车联网系统中的某一车辆看到某一位置发生交通事故，想将该路况传播以提示其他车辆选择其他路线行驶。此时该车辆即为发送方，该车辆将路况信息上报给无线电通信系统(rcu)或云服务器，即rcu或云服务器为原始接收方，通过原始接收方进行广播，将相关信息在同一车联网系统中进行传播，具体传播方式为，rcu或云服务器将加密信息传输至授权代理单元，示例性的，所述授权代理单元为边缘服务器，由边缘服务器对加密信息进行备份。rcu或云服务器将授权令牌发送给授权代理单元，所述授权代理单元对备份的加密信息进行转换，并将转换后的密码文本嵌入访问策略中，这样凡是能够对访问策略进行访问的车辆或路侧单元，均有权利进行加密信息的恢复，即能够接收到发送方发出的原始信息。
[0035]
通过上述方法能够将以原始接收者身份产生的密码文本转换为与访问策略绑定的新密码文本。因此，当满足访问策略并拥有有效的密钥时，原始数据也可以被其他新的接收者访问。此外，还能够使原有密文在不解密的情况下就能够转化成新的密文，在转化的时候，代理服务器无法获取任何关于明文的有效信息。
[0036]
因此本专利提出一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，用于智能网联车辆(icvs)间的安全通信。在该方法中，数据所有者通过利用原始接收者的身份对数据进行加密。随后，它将加密的数据交付给授权代理进行备份。当需要转换密码文本时，原始接收者向授权代理发送一个授权令牌，以执行备份密码文本的转换。这样一来，只有拥有有效密钥同时与转换后的密码文本中嵌入的访问策略相匹配的新接收者才有权利恢复明文。
[0037]
以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，包括：根据获取的车联网环境中的车辆信息和路侧单元信息，权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥；发送方对路况信息加密，形成密码文本，并发送给原始接收方，所述发送方包括车辆或路侧单元，所述原始接收方为云服务器或无线电通信系统；授权代理单元接收所述密码文本并备份；原始接收方向授权代理单元发送授权令牌，所述授权代理单元转换密码文本，并将转换的密码文本嵌入相应的访问策略；新的接收方匹配所述访问策略，若匹配成功，则对转换的密码文本进行解密以恢复明文。2.根据权利要求1所述的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，所述方法还包括权威机构初始化，建立私钥生成器以生成群组元素其中为2个循环群，g是群的生成元,的素数阶为p，e为双线性对，且满足e：随机选择随机选择为非负的且小于p的整数，哈希函数h：f建立权威机构的主公钥和主私钥，其中主公钥为mpk＝{g，μ，η，ω，v，f，e(g，g)
α
，h，f}，主私钥为msk＝α。3.根据权利要求2所述的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，所述权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥包括权威机构为发送方颁发相应的私钥：通过私钥生成器随机生成整数τ，并根据τ形成私钥，表示为：sk1＝g
α
(μ
h(id
)η)
τ
，sk2＝g
τ
，其中，sk1和sk2共同构成私钥，id为发送方用户的身份，h(id)为以id为输入通过哈希函数映射的值。4.根据权利要求3所述的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，所述权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥还包括权威机构为新的接收方颁发相应的私钥：输入所述主公钥mpk、主私钥msk和属性列其中a
n
为第n个属性，通过私钥生成器输出新的接收方的私钥，表示为：其中，d0＝g
α
ω
τ
，d1＝g
τ
，其中其中i∈[1，n]。5.根据权利要求4所述的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，发送方对路况信息加密包括，发送者随机选择并输出密文ct＝{c0，c1，c2，cx}，其中c1＝(μ
h(id)
η)
z
，c2＝g
z
，c3＝f
z
，为路况信息的明文消息。6.根据权利要求5所述的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，所述方法还包括原始接收者制定线性私钥访问策略其中，m是一个l
×
n的矩阵，ρ：为映射m的每一行为一个属性；随机选择并设置再随机选择并计算授权令牌
d0＝sk1·
f
r
，其中，d1＝sk2，7.根据权利要求6所述的车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，其特征在于，所述授权代理单元转换密码文本包括，转换的密码文本表示为新的接收方首先解析ct
″
和私钥sk
s
，若计算常数以至于再计算和g
t
＝c0′
/f(a
′
)，最后通过计算恢复明文

技术总结
本公开属于安全无线通信领域，具体而言涉及一种车联网环境下支持多接收者授权的跨域密文访问控制方法，所述方法包括：根据获取的车联网环境中的车辆信息和路侧单元信息，权威机构为车辆或路侧单元颁发其相应的私钥；发送方对路况信息加密，形成密码文本，并发送给原始接收方，所述发送方包括车辆或路侧单元，所述原始接收方为云服务器或无线电通信系统；授权代理单元接收所述密码文本并备份；原始接收方向授权代理单元发送授权令牌，所述授权代理单元转换密码文本，并将转换的密码文本嵌入相应的访问策略；新的接收方匹配所述访问策略，若匹配成功，则对转换的密码文本进行解密以恢复明文。通过上述方法以保证安全的同时提高效率。率。率。


技术研发人员：于海洋 赵亚楠 任毅龙 梁育豪 杨阳 卢赫
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/7/7