车联网(vehicular ad hoc networks,VANETs)是一种依据特定通信协议,实现车-X(X:车、路、行人及互联网等)之间的无线通讯和信息交换的大型网络.随着云计算的发展,越来越丰富的车联网云服务将涌现并服务于车辆.但这些服务往往由不同的服务器提供,车辆(用户)则不得不在各个服务器上注册并记住大量的用户名与密码.为了实现用户一次注册即可与多个服务器相互认证的目标,多服务器架构的认证协议已被提出并应用于众多领域,但尚未有面向车联网的相关研究.车间通信的瞬时性对认证协议提出了更高的要求,然而已有的多服务器架构的认证协议使用了复杂的双线性密码,在通信与认证开销方面无法满足车联网的要求.为此,首次提出了一个面向车联网的多服务器架构下的新型匿名双向认证与密钥协商协议,该协议采用非奇异椭圆曲线构造了简易的认证方法,降低了认证的计算复杂性.随机匿名机制能有效地保护车辆的隐私,且可与服务器进行双向认证与密钥协商.在随机预言机模型下证明了协议的安全性.性能分析表明:与最近的匿名双向认证协议相比,该协议在认证与密钥协商阶段的计算开销与通信开销分别减少了61%与62%,可更好地满足车联网对计算与通信开销的要求.
传统的基于专用短程通信(dedicated short range communication,DSRC)的车载网络(vehicular ad hoc network,VANET)通信架构难以满足车联网数据传输的服务质量(quality of service,QoS)需求,通过移动网关将数据上传至服务器,由服务器决策传输给目标车辆,可以扩大数据广播域,极大减少数据远程传输时延.结合移动云服务的思想,提出了一种新的车联网架构和数据传输方法.首先给出了网关服务者(gateway server,GWS)向云端注册服务信息的具体流程;其次提出了一种云端服务网关选取方法,该方法结合云端的历史数据和实时数据,动态决定参与服务的网关服务者及其服务范围,网关消费者(gateway consumer,GWC)在获取服务广播消息后,综合考虑通信负载、链路稳定度、信道质量等性能参数来选出最优的网关服务者,并将数据传输给网关服务者,再由其上传到云端;最后在OMNeT++实验环境下,针对不同的交通场景,对该方法传输性能进行了评估.结果表明该方法获得较低传输延迟的同时,能够保证较高的传输成功率,理论分析也证明了该方法的有效性.
