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:车辆管理所DMV根据门限秘密共享方案生成主秘钥;系统初始化,生成系统公共参数,并进行广播;
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;
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;
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;
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;
S7:电动汽车充电完成后,每块充电板将为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,生成为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。
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,系统生成的公共参数包:
其中,G和GT表示两个乘法群,p表示群G和GT的素数阶,g表示群G的生成元,H0表示01比特到模p整数群的哈希函数,H1表示将群G中的元素和01比特串映射到群G的哈希函数,H2表示将2个群G中的元素和1个01比特串映射到模p整数群的哈希函数,H3表示将群G中的元素映射为长度为n的01比特串的哈希函数,H4表示将1个模p整数群中的元素映射为另一个模p整数群的元素,H5表示将1个模p整数群中元素和1个01比特串映射为一个01比特串的哈希α
函数,g表示车辆管理所共享秘钥的公钥。
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,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:步骤1: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,根据双线性乘法群确定双线性映射和6个哈希函数;
步骤2: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;
步骤3:车辆管理所根据秘密共享方案生成各自的主私钥份额αi和主公钥份额 将所α
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。
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,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标识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重新注册申请新的的证书和防篡改设备登录密码。
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。
6.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。
7.根据权利要求6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,验证令牌是否有效的公式为:
其中,e(.)表示双线性配对运算,PIDu表示车辆伪身份, 表示对为身份PIDu和认证令牌 的哈希, 和 表示PIDu的认证令牌,pkCSP表示充电服务商的公钥,skCSP表示车辆管理所的私钥,g表示群G的生成元。
8.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。
9.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,车辆管理所协助充电服务器恢复出电动汽车的真实身份的过程包括:步骤1:每个车辆管理所DMV会根据账单中的PID计算一个身份份额 并发送给充电服务器CSP;
步骤2:当收到至少t个DMV发送的PID的身份份额时,CSP可以通过ID身份计算公式恢复PID的真实身份;ID身份计算公式为:其中:PID=(PID1,PID2)表示车辆伪身份, 表示异或操作,H3(.)表示进行哈希操作,α表示车辆管理所共享的主密钥。
10.一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证系统,其特征在于,该系统包括:系统初始化模块、电动汽车注册模块、伪身份及认证令牌生成模块、认证及充电模块、账单生成及支付模块以及真实身份追踪模块;
所述系统初始化模块包括系统公共参数设置单元和车辆管理所主密钥生成单元;所述系统公共参数设置单元用于生成系统公共参数;所述车辆管理所主密钥生成单元用于生成车辆管理所共享主密钥;
所述电动汽车注册模块用于车辆管理所认证车辆身份的有效性,同时为电动汽车颁发身份证书,加载防篡改设备用户名和密码;
所述伪身份及认证令牌生成模块包括伪身份生成单元、认证令牌请求单元和认证令牌计算单元;所述伪身份生成单元用于电动汽车生成车辆伪身份及对应的伪身份公私钥;所述认证令牌请求单元用于电动汽车使用伪身份构造认证令牌请求,使用伪身份签名,并用充电服务器的公钥加密后发送给充电服务器;所述认证令牌计算单元用于电动汽车根据充电服务器颁发的认证密钥计算认证令牌;
所述认证及充电模块包括一次性会话密钥预加载单元、一次性会话密钥请求单元以及认证和充电单元;所述一次性会话密钥预加载单元用于充电板提前加载每天认证电动汽车所需的一次性会话密钥;所述一次性会话密钥请求单元用于电动汽车向路边单元请求认证并获取用于与路边单元认证的一次性会话密钥;所述认证和充电单元用于充电板认证电动汽车并提供充电服务;
所述账单生成及支付模块用于生成电动汽车充电账单并完成相应账单支付;
所述真实身份追踪模块用于充电服务器在至少t个车辆管理所的协助下恢复出车辆的真实身份。