5G车联网中安全高效的组播服务认证与密钥协商方案

来源：电子与信息学报杂志2024年第7期北京时间：

作者：张应辉, 李国腾, 韩刚, 曹进, 郑东

单位：1.西安邮电大学网络空间安全学院 西安 7101212.西安电子科技大学网络与信息安全学院 西安 710071

摘要：5G车联网(5G-V2X)中，内容提供者通过以点对多的传输方式向属于特定区域的一组车辆提供服务消息。针对于车辆获取组播服务遭受的安全威胁与隐私泄露问题，该文提出一种认证和密钥协商方案用于内容提供者与车辆之间的组播服务消息传输。首先，采用无证书聚合签名技术批量验证群组内所有车辆，提高了认证请求的效率。其次，基于多项式密钥管理技术实现安全的密钥协商，使得非法用户或核心网络无法获取共享会话密钥。最后，实现了群组内车辆的动态密钥更新机制，当车辆加入或离开群组时，内容提供者只需要发送1条密钥更新消息即可更新会话密钥。基于形式化验证工具和进一步安全性分析表明，所提方案可以保证匿名性、不可链接性、前向和后向安全性以及抗共谋攻击等安全需求。与现有方案相比，计算效率提高了约34.2%。

关键词：5G车联网, 认证, 密钥协商, 动态群组, 组播

基金资助：国家自然科学基金(62072369, 62072371)，陕西高校青年创新团队基金(本基金无项目编号)，陕西省特支计划青年拔尖人才支持计划基金(本基金无项目编号)，陕西省重点研发计划 (2021ZDLGY06-02, 2020ZDLGY08-04)，陕西省技术创新引导计划 (2023-YD-CGZH-31)