基于ieee 1609.2的车联网安全协议设计与实现

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1、UNIVERSITYOFELECTRONICSCtENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于IEEE1609.2的车联网安全协议设计与实现学科专业通信与信息系统学号201221010320伶者姓名_杨京华_指导教师廖丹副教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

2、表示谢意。作者签名：私巧_______口期：年6月丨"7曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）分类号密级注1UDC学位论文基于IEEE1609.2的车联网安全协议设计与实现(题名和副题名)杨京华(作者姓名)指导教师廖丹副教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论

3、文日期2015.3.27论文答辩日期2015.5.18学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFWAVESECURITYPROTOCOLBASEDONTHEIEEE1609.2AMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:JingHuaYangAdvisor:DanLiaoSchoo

4、lofCommunication&InformationSchool:Engineering摘要摘要随着4G的商用化开始、移动互联网的迅猛发展，以及每个城市面临的交通拥堵问题的逐渐严重，ITS(IntelligentTransportSystem，智能交通系统)逐渐展现出其庞大的市场和发展前景。作为而在ITS领域中的热门技术之一的，WAVE(WirelessAccessinVehicularEnvironments，车辆环境下的无线接入技术)协议便是由美国交通部主导，由IEEE制定的一套适用于车辆移动自组织网络中的车间通信技术。目前国内对WAVE的研究热点集中在信道切换性能仿真和优化

5、上，真正将WAVE实现少之又少，目前只有国外少数公司推出了完整的商业化产品，而且是非开源的。WAVE针对车联网的移动拓扑环境，引入了非对称安全算法，安全报文的发送不需要双方协商。针对车联网中节点的数量巨大，WAVE提出了证书链和多CRL模式，将车辆网中的节点区域化。WAVE定义了安全处理实体、证书管理实体、服务提供者安全管理实体。WAVE安全服务框架具体涉及到SPS、CME、PSSME、CMP、CA等实体，WAVE中只对SDEE、CME、PSSME这三个实体有明确的定义，而CMP和CA这两个实体并没有明确的定义，但是这两个实体是缺失支撑WAVE安全服务不可缺失的一部分，本文将会给出这

6、两个实体的详细设计。WAVE中调用的非对称算法是ECIES和ECDSA，这两种算法的优势在于密钥短、安全性高。本文针对ECC算法的耗时过长，改进了证书的签名方式，有效降低了证书验证的时延。本文将介绍WAVE协议的服务模型，着重分析WAVE1609.2协议。本文将会先分析和说明WAVE安全服务框架，解析其中各个实体之间的服务关系。随后，本文将会对SPS、CME、PSSME、CMP、CA进行解读和分析，说明其中的特点和难点。同时，本文提供了一种新的证书签名方法，可以更加高速的验证证书链的有效性。随后，本文基于Linux系统，对WAVE1609.2协议进行了设计和实现。设计中详细说明了WA

7、VE安全服务功能实体中各种服务请求的处理流程，同时设计了WAVE安全服务框架的内部架构和交互流程。WAVE安全服务会采用多进程同步服务的方式为上层应用和WSA提供安全服务。最后，本文的工作在PowerPC平台下进行了功能性验证，通过黑盒测试，验证了已实现接口的功能满足WAVE1609.2协议标准的要求，达到预期。关键词：车辆自组织网络、安全、椭圆曲线算法、证书IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmobileI