1.一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法,其特征在于,包括:S1:系统初始化,车辆管理所DMV根据门限秘密共享方案生成主秘钥;生成系统公共参数并进行广播;
系统初始化包括:系统根据安全性参数λ选取两个素数阶为p的双线性乘法群G和GT,根据两个素数阶为p的双线性乘法群G和GT定义双线性映射和六个哈希函数,其中,双线性映*
射为:e:G×G→GT,所述六个哈希函数为:H0: H1:G×{0,1} →G,H2:n
H3:G→{0,1} ,H4: H5: 表示素数阶为p的整数;
车辆管理所DMV根据门限秘密共享方案生成主秘钥的过程包括:车辆管理所根据(t,n)门限秘密共享技术生成共享主秘钥α;车辆管理所根据秘密共享方案生成各自的主私钥份α
额αi和主公钥份额 将所有的主公钥份额进行综合,生成系统主公钥g ,并将系统主公钥进行公开;其中,g是G的生成元;
系统生成的公共参数包括:
S2:每个电动汽车EV在任意一个车辆管理所进行注册;在进行注册过程中车辆管理所为电动汽车分配一个唯一身份标识ID和相应的公钥证书,并设定电动汽车防篡改设备密码,将防篡改设备登录密码和证书返回给电动汽车;
S3:电动汽车的防篡改设备TPD在空闲时生成伪身份PID和相应的秘钥对;并向充电服务器请求每个伪身份的充电认证秘钥;防篡改设备TPD在空闲时生成伪身份PID和相应的秘钥对的公式为:
PID=(PID1,PID2)k αk α
其中,g 表示伪身份的一部分, 表示异或操作,H3((g) )表示对共享主公钥g 随机化后进行哈希;
TPD根据存储的DMV的私钥 和PID的公钥pkPID=H1(PID)∈G计算伪身份私钥的公式为:
其中,G表示两个乘法群;
充电认证秘钥请求的生成过程包括:TPD选择一个随机数 计算签名(R,σ):构造一个身份验证密钥请求{PID||IDDMV||R||σ||TS1},其中TS1是当前时间戳;该请求使用CSP的公钥加密,然后发送给CSP;
S4:充电服务器验证伪身份的正确性后,生成充电认证密钥并发送给电动汽车;充电服务器验证伪身份的过程包括:
其中,R和σ表示电动汽车对伪身份的签名;
生成的充电密钥公式为:
S5:电动汽车根据充电认证秘钥计算认证令牌,将计算出的认证令牌存储在本地;认证令牌(TOKPID,1,TOKPID,2)的计算公式为:γ
TOKPID,1=g ∈G,
S6:充电板CP在空闲时间段内,将一次性会话秘钥提前加载到充电板的存储单元中;电动汽车充电时,选择一个伪身份和相应的令牌向最近的路边单元RSU进行验证,得到一次性会话秘钥,通过一次性会话密钥与充电板进行认证,认证成功后,充电板为电动汽车提供充电服务;当进入一个新的路边单元的范围时,电动汽车重新请求新的一次性会话密钥;
路边单元RSU验证身份令牌的公式为:其中e(.)表示双线性配对运算,PIDu表示电动汽车的一个伪身份,表示对伪身份和认证令牌1的哈希, 表示认证令牌1, 表示认证令牌2,pkCSP表示充电服务商的公钥,skCSP表示充电服务商的私钥,η表示对伪身份和认证令牌1的哈希,g表示群G的生成元,γ表示一个随机数;
S7:电动汽车充电完成后,每块充电板将PID标识的电动汽车提供的电能发送给路边单元;路边单元收到充电板的消息后,生成PID标识的电动汽车供电的账单,并将账单分别发送给电动汽车用户和充电服务器;
S8:电动汽车用户收到账单后,在规定时间内支付费用;充电服务器接收到支付的信息后核对账单,并返回确认消息;
S9:当账单未在相应的时间段内进行支付或支付异常时,通过至少t个车辆管理所共同合作来协助充电服务器恢复出电动汽车的真实身份;恢复真实身份的公式为:其中,t表示(t,n)门限阈值中的t, 表示恢复真实身份需要计算的伪身份份额,DMVj表示参与恢复车辆真实身份的第j个车辆管理所,αi表示车辆管理所DMVi的共享主密钥份额。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法,其特征在于,每个电动汽车EV在任意一个车辆管理所进行注册的具体过程包括:S21:电动汽车随机选择一个私钥,并根据该私钥计算相应的公钥;
S22:采用任意一个车辆管理所的公钥加密电动汽车的公钥和车辆购买凭证,将加密后的公钥和车辆购买凭证发送给车辆管理所;
S23:接收到信息的车辆管理所验证消息的有效性后,为电动汽车颁发唯一的身份标识ID,同时为电动汽车生成身份证书,并预加载参数 到防篡改设备,设定防篡改设备的登录名和密码;其中,IDEV表示电动汽车的身份标识,PWDEV表示车辆防篡改设备的登录密码, 表示车辆管理所的私钥;
S24:车辆管理所将身份证书、防篡改设备登录名和密码使用电动汽车的公钥加密并发送给电动汽车;
S25:电动汽车接收到信息后,采用自己的私钥解密信息,验证签名的正确性,当签名正确,则将信息进行保密保存,否则去除该信息;
S26:电动汽车身份证书或车辆防篡改设备密码过期后,将重新生成公私钥对并通过其身份ID重新注册申请新的证书和防篡改设备登录密码。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法,其特征在于,电动汽车的防篡改设备TPD在空闲时生成伪身份PID、相应的秘钥对和认证令牌的过程包括:
步骤1:电动汽车登录防篡改设备,选择一个随机数计算伪身份,同时根据防篡改设备存储的系统公共参数和车辆管理所的私钥生成伪身份的公私钥;
步骤2:电动汽车为每个伪身份申请身份认证令牌,对于每一个伪身份,电动汽车构造身份令牌请求消息,使用该伪身份私钥签名,同时使用充电服务器的公钥加密并发送给充电服务器;
步骤3:充电服务器收到消息后,解密消息并通过车辆管理所的公钥和电动汽车的公钥验证伪身份的有效性;验证成功后充电服务器为该伪身份生成充电认证密钥 并使用伪身份的公钥加密后返回给电动汽车;
步骤4:电动汽收到消息后验证充电认证密钥的有效性,并计算伪身份的充电认证令牌并存储在车辆防篡改设备中。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法,其特征在于,在对电动汽车进行充电的过程包括:步骤1:每个路边单元在设置的周期内生成一个一次性会话密钥种子并安全地发放给其范围内的充电板,每个充电板根据一次性会话密钥种子预先计算并加载足够的一次性会话密钥以满足每日充电需求;
步骤2:电动汽车需要充电时,获取附近路边单元广播的消息以提取路边单元的公钥,然后,随机选择一个伪身份和相应的认证令牌,附加一个时间戳,并用路边单元的公钥对其进行加密,最后将充电身份验证请求密文发送给路边单元;
步骤3:路边单元收到请求后解密消息并检查时间戳的新鲜性,之后验证令牌是否有效,认证成功后使用伪身份对应的公钥加密一次性会话密钥并发送给电动汽车;
步骤4:电动汽车使用一次性会话密钥和充电板进行身份认证,认证成功后充电板为电动汽车提供充电服务。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法,其特征在于,电动车辆用户在充电完成后对账单进行支付的过程包括:步骤1:个充电板在为电动汽车提供充电服务后,将帐单发送给其所属的路边单元;
步骤2:路边单元汇总所有标识为PID的车辆的总账单,并分别使用伪身份PID的公钥和充电服务器的公钥对账单进行加密,最后分别将相应的密文发送到电动汽车和充电服务器;
步骤3:电动汽车收到账单后,在限定时间内完成支付并将支付凭证发送给充电服务器,充电服务器收到电动汽车的支付消息后,核对账单并返回确认消息。