车载自组织网络安全关键技术研究

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1、目爲姑丢對似４博±学位论文胃ｍ．＾％；车载旨组织网络安全关键技术研究１作者姓名刘佑昭＾＾１指导教师姓名、职称王泉教授ｆＭ申请学位类别工学博壬西安电子狐大学学位论文独创巧（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容＾＾＾外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含＇一为获得西安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。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡

2、献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：為特娘日期；西安电子科技大学关于论文使用授权的说巧；本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使巧学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分巧容，允许采用影。印、缩印或其它复制手段保存论文同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在＿＿年解密后适用本授权书。本人

3、签名：化巧＆导师签名：刮、日期：９＾／／，；■如日期：Ｗ学校代码10701学号1203110207分类号TP393.08密级公开西安电子科技大学博士学位论文车载自组织网络安全关键技术研究作者姓名：刘伎昭一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机系统结构学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：王泉教授学院：计算机学院提交日期：2016年3月ResearchonSecurityinVehicularAdHocNetworksAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequ

4、irementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinComputerSystemsOrganizationByJizhaoLiuSupervisor:QuanWangProfessorMarch2016摘要摘要车载自组织网络（vehicularadhocnetworks:VANET）是由车载节点、路边通信基础设施和后台服务器组成的自组织、异构的无线多跳网络，能够为驾驶员提供超视距的道路交通信息，实现碰撞避免、事故告警、路况感知等应用。由于VANET应用环境的特殊性，VANET攻击不仅影响网络正常功能，而且可能导致交通混乱甚至引发交通事故，因此

5、提出完善、可靠的安全机制是VANET大规模部署和应用的重要前提。本文面向VANET安全这一主题，系统地分析了VANET攻击的类型及特点、VANET安全技术面临的困难和挑战，并围绕VANET安全中最突出和迫切的安全数据聚合、虚假消息检测等关键问题进行了积极的探索，获得了一定的理论与技术成果。针对VANET数据聚合过程中的安全威胁，提出了基于时-空关联特性的安全数据聚合方法。VANET数据聚合过程节省通信资源的同时也导致严重的安全隐患：数据提供者对原子数据的签名在聚合过程中被丢弃，消息不可否认性遭到破坏，给攻击者注入虚假数据提供了便利。现有的多种检测方法需要假设“诚实节点占多数

6、”，难以抵御多节点合谋攻击。基于真实交通环境中车辆速度、密度等交通数据具有较强的空间关联性和时间自相关性的特点，提出一种基于时空关联的安全数据聚合机制。将数据聚合过程中发现异常数据的位置视为“不可观测区域”，基于人工神经网络方法利用其空间和时间上相邻的数据对其进行估值，根据估计值与车辆节点报告值之间的偏差程度评价原子数据的可信性，检测攻击者注入的虚假数据。为了降低检测过程导致的通信资源消耗，将攻击者-检测者之间的理性决策过程建模为两方不完全信息动态博弈，分析了博弈的混合策略精炼贝叶斯均衡解，提出了最大化检测者收益的优化检测策略。仿真结果显示本文方法的检测准确性和抗合谋攻击能

7、力均显著优于现有的VARS和基于轨迹的检测方法，且能够实现检测准确性和资源消耗之间的折中平衡。针对内部敌手发起的虚假消息攻击，提出了安全多源数据融合的虚假告警消息检测方法。利用Dempster-Shafer证据理论提供的信度量化与合并方法融合车辆节点采集的多类型车载传感器数据，识别交通流模式，评估告警消息的可信性；为了扩大观测范围并增强检测结果的准确性，对多个观测车辆生成的基本信任分配（basicbeliefassignment:BBA）进行融合；为了排除观测车辆中的合谋敌手注入的虚假BBA，使用证据距离的概念量化