基于密碼學(xué)的車載網(wǎng)安全認(rèn)證方案研究

吳宸梓

(中興通訊股份有限公司 西安 710065) (nwgaoyan@aliyun.com)

隨著分布式自組織網(wǎng)絡(luò)在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用和普及，基于車載網(wǎng)的應(yīng)用引起人們廣泛關(guān)注.車載網(wǎng)也稱車載自組織網(wǎng)絡(luò)(vehicle ad hoc network, VANET)，它是一種多跳無(wú)線自組網(wǎng)在車載平臺(tái)和城市道路環(huán)境中的應(yīng)用，主要目標(biāo)是緩解城市道路擁堵，降低交通事故死亡率，為車輛用戶提供更智能且靈活的通信服務(wù)以及安全和舒適的駕駛感受[1].由于車載網(wǎng)具有開(kāi)放性、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度高、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度稀疏不同、車輛的入網(wǎng)與脫網(wǎng)瞬時(shí)完成等網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，車載網(wǎng)十分容易受到各種攻擊，如女巫攻擊[2]、身份偽造攻擊、重放攻擊、合謀攻擊[3]、位置跟蹤攻擊等，對(duì)車載網(wǎng)的服務(wù)造成嚴(yán)重的破壞.因此，為了確保車載網(wǎng)通信的可靠性，對(duì)車載網(wǎng)用戶的安全認(rèn)證成為一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié).對(duì)此，學(xué)者們從不同視角提出了車載網(wǎng)的各種安全認(rèn)證方案，其中，基于密碼學(xué)的車載網(wǎng)的安全認(rèn)證具有較高的安全性并具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值.本文將對(duì)基于密碼學(xué)的安全認(rèn)證方案進(jìn)行深入探討，以期為車載網(wǎng)的安全認(rèn)證方案的設(shè)計(jì)和研究工作提供參考.

1 車載網(wǎng)安全認(rèn)證機(jī)制

1.1 現(xiàn)代密碼技術(shù)

圖1 對(duì)稱加密算法

由上述加解密算法可以看出，加解密密鑰、加解密算法和傳輸加解密密鑰的方法也就是安全密鑰傳輸協(xié)議，組成了基于現(xiàn)代密碼學(xué)的信息安全系統(tǒng).隨著對(duì)現(xiàn)代密碼學(xué)的應(yīng)用研究發(fā)展以及衍生出的多種密碼技術(shù)的普及，數(shù)字簽名、身份認(rèn)證、云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等也得到了廣泛的發(fā)展.

1.2 基于公鑰密碼學(xué)的數(shù)字簽名技術(shù)

相比于對(duì)稱密碼學(xué)，公鑰密碼學(xué)(PKI)的密碼學(xué)構(gòu)造方式更為復(fù)雜.PKI的加密密鑰分為公鑰和私鑰.一般地，一個(gè)公鑰可以有多個(gè)私鑰，加密時(shí)，使用公鑰對(duì)明文加密，而只有私鑰可將密文解密.公鑰及加解密算法是公開(kāi)的，然而只有持有私鑰的用戶才可以正常解密.相比于對(duì)稱加密算法，PKI體系的應(yīng)用范圍更廣且更靈活.

其中數(shù)字簽名是PKI體制一個(gè)最經(jīng)典的應(yīng)用.其原理是簽名者對(duì)需要簽名的文件執(zhí)行摘要生成算法生成一個(gè)摘要，對(duì)摘要使用私鑰進(jìn)行加密，然后將消息、消息摘要以及驗(yàn)證公鑰發(fā)送給驗(yàn)證者，驗(yàn)證者執(zhí)行簽名驗(yàn)證算法對(duì)消息和簽名進(jìn)行驗(yàn)證，以判斷消息發(fā)送者的身份真實(shí)性和消息的完整性.整個(gè)流程如圖2所示：

圖2 數(shù)字簽名算法

1.3 車載網(wǎng)安全認(rèn)證密碼學(xué)工具概述

在車載網(wǎng)用戶的安全認(rèn)證中，除了數(shù)字簽名這種最基本的密碼學(xué)工具，還有一些密碼學(xué)工具或構(gòu)造方法用于車載網(wǎng)的認(rèn)證中.哈希消息驗(yàn)證碼(HMAC)[4]是一種使用安全的散列函數(shù)算法(如MD5)構(gòu)造消息驗(yàn)證碼，并被廣泛用于檢測(cè)通過(guò)不可靠信道傳輸?shù)南⑼暾?匿名技術(shù)也是車載網(wǎng)認(rèn)證中一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)工具.由于車載網(wǎng)的用戶在傳遞認(rèn)證消息時(shí)，可能會(huì)暴露自己的身份或者位置信息，因此在認(rèn)證過(guò)程中用戶都有隱私保護(hù)的需求.Mix技術(shù)[5]是一種典型的采用混淆機(jī)制幫助用戶隱藏自己的地理位置信息的技術(shù)，而假名技術(shù)的普遍使用保護(hù)了車載網(wǎng)用戶的身份隱私.

除此之外，還有一些基于密碼學(xué)的特殊應(yīng)用在車載網(wǎng)的認(rèn)證中起到了非常重要的作用，如認(rèn)證消息的批處理機(jī)制使用特殊的密碼學(xué)構(gòu)造機(jī)制可以使認(rèn)證用戶同時(shí)認(rèn)證多個(gè)簽名消息，從而提高效率.而無(wú)證書認(rèn)證方案可以減輕車輛用戶端的證書儲(chǔ)存和計(jì)算負(fù)載.而安全可靠的密鑰交換協(xié)議和小區(qū)切換技術(shù)是車載網(wǎng)用戶安全認(rèn)證的基礎(chǔ)，對(duì)認(rèn)證方案的設(shè)計(jì)起著支撐作用.

綜上，車載網(wǎng)安全認(rèn)證是現(xiàn)代密碼學(xué)在車輛交通安全保障領(lǐng)域的一項(xiàng)重要應(yīng)用.安全認(rèn)證的最核心技術(shù)是基于PKI體系的數(shù)字簽名，而多種密碼學(xué)工具、協(xié)議和構(gòu)造方法共同組成了一個(gè)完備且可證明安全的車載網(wǎng)認(rèn)證方案.

2 車載網(wǎng)及其安全認(rèn)證方案設(shè)計(jì)的影響因素

2.1 車載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型

根據(jù)車載網(wǎng)安全認(rèn)證的設(shè)計(jì)要求，參與車載網(wǎng)認(rèn)證的實(shí)體和網(wǎng)絡(luò)模型(如圖3所示)可以按照如下劃分.

可信認(rèn)證中心(TA)負(fù)責(zé)保管所有用戶的真實(shí)可信的身份證書，包括合法的OBU以及所有轄區(qū)內(nèi)的RSU，并接收新入網(wǎng)的OBU的申請(qǐng)，并在發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)負(fù)責(zé)最終仲裁認(rèn)證過(guò)程中認(rèn)證消息的真實(shí)性.在認(rèn)證協(xié)議中被認(rèn)為是可以絕對(duì)信任的實(shí)體.

OBU：裝載于車輛上，在車載網(wǎng)的認(rèn)證協(xié)議中既是被認(rèn)證方也可以是認(rèn)證方.在認(rèn)證通過(guò)前，被認(rèn)為是完全不可信的，認(rèn)證通過(guò)后，在約定的時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為是可信的.OBU的通信對(duì)象包括OBU和RSU.

RSU：由車載網(wǎng)服務(wù)提供商部署于道路旁或重要的車輛服務(wù)區(qū)(如停車場(chǎng)等).RSU一般能夠通過(guò)安全信道與TA直連，并且服務(wù)對(duì)象就是車輛搭載的OBU，為其提供信息服務(wù).然而RSU并不能認(rèn)為是完全可信的，有可能會(huì)被入侵者控制并發(fā)送錯(cuò)誤信息，因此在有些情況下，RSU同樣需要執(zhí)行認(rèn)證協(xié)議.

圖3 車載網(wǎng)安全認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)模型

2.2 車載網(wǎng)認(rèn)證方案設(shè)計(jì)的影響因素

影響車載網(wǎng)認(rèn)證方案的設(shè)計(jì)有很多因素，一般可以分為兩大類因素：內(nèi)在因素和外在因素.內(nèi)在因素主要是涉及車載網(wǎng)內(nèi)的有關(guān)技術(shù)因素，外在因素主要是針對(duì)認(rèn)證協(xié)議的不同種類攻擊行為因素.

1) 內(nèi)在因素

① 認(rèn)證時(shí)間約束.車載網(wǎng)的應(yīng)用是保證行車安全的信息警告服務(wù).這類信息有著嚴(yán)格的消息生存期限，用戶在交互此類信息時(shí)不能在認(rèn)證階段耽誤過(guò)久的時(shí)間.因此，車載網(wǎng)認(rèn)證方案設(shè)計(jì)需要簡(jiǎn)化認(rèn)證的步驟，并減輕用戶端的認(rèn)證負(fù)擔(dān).

② 認(rèn)證需求不平衡和認(rèn)證拓?fù)渥兓?由于車載網(wǎng)使用不均衡，在城市交通樞紐區(qū)域，單位時(shí)間有大量的車輛用戶接入網(wǎng)絡(luò)的需求，OBU和RSU需用處理大量而頻繁的認(rèn)證請(qǐng)求.而在非城市交通樞紐區(qū)域，OBU和RSU需要認(rèn)證的請(qǐng)求比較小.因此，車載網(wǎng)認(rèn)證方案設(shè)計(jì)需要兼顧不同環(huán)境所造成的困難.

③ 車輛用戶有限的計(jì)算和存儲(chǔ)能力.與智能手機(jī)相比，汽車作為移動(dòng)通信平臺(tái)搭載高性能計(jì)算和存儲(chǔ)能力更加強(qiáng)大，在執(zhí)行認(rèn)證算法時(shí)有更好的性能.然而，在設(shè)計(jì)認(rèn)證方案時(shí)，依然要考慮OBU和RSU的計(jì)算能力差異性.V2I的認(rèn)證算法要盡量將耗費(fèi)資源的計(jì)算過(guò)程放在RSU端，而V2V中，需要避免認(rèn)證過(guò)程過(guò)于依賴一個(gè)群管理員，每個(gè)認(rèn)證用戶都應(yīng)該有獨(dú)立建網(wǎng)的能力.

2) 外在因素

① 身份偽造攻擊.身份偽造指在認(rèn)證時(shí)采用錯(cuò)誤或假冒的身份與其他用戶或?qū)ο筮M(jìn)行認(rèn)證而使整個(gè)認(rèn)證過(guò)程不可信.抵御身份偽造攻擊是認(rèn)證的一個(gè)非常重要的基本功能.

② 惡意行為攻擊.用戶的一些惡意行為會(huì)嚴(yán)重影響認(rèn)證的效率,諸如拒絕服務(wù)攻擊(DOS)、信息丟棄[7]，用戶向某個(gè)用戶短時(shí)間內(nèi)發(fā)送大量的認(rèn)證消息，導(dǎo)致其與其他正常用戶的認(rèn)證通信發(fā)生堵塞.還有一類用戶的自私行為，通過(guò)遲滯或拒絕合作導(dǎo)致一個(gè)區(qū)域的用戶認(rèn)證無(wú)法順利完成.

③ 隱私竊聽(tīng).用來(lái)認(rèn)證的證書包含著用來(lái)生成認(rèn)證消息的公私鑰，這些信息都與用戶的真實(shí)身份高度相關(guān).如果不采取適當(dāng)?shù)碾[私保護(hù)措施，合法的認(rèn)證過(guò)程本身也會(huì)泄露與認(rèn)證用戶的身份相關(guān)的信息，如GPS位置信息和某些消費(fèi)行為.通過(guò)采用假名或頻繁更換證書的方式來(lái)保證用戶認(rèn)證時(shí)的隱私，惡意用戶也會(huì)利用隱私保護(hù)的漏洞匿名向其他用戶傳遞虛假的信息，對(duì)車載網(wǎng)造成相當(dāng)大的混亂.

3 基于密碼學(xué)的安全認(rèn)證方案分類

3.1 基于群簽名和身份簽名的安全認(rèn)證方案

群簽名的概念最早由Chaum等人[6]提出并由Camenisch和Stadler[7]完善，其后隨著現(xiàn)代密碼學(xué)構(gòu)造工具特別是雙線性對(duì)的發(fā)展，在各個(gè)工程領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用.由于用于驗(yàn)證被認(rèn)證者簽名合法性的群公鑰只能確定群簽名的正確性而無(wú)法確定其具體身份，在車載網(wǎng)認(rèn)證領(lǐng)域主要用于保護(hù)被認(rèn)證者的身份隱私.

Guo等人[8]針對(duì)車載通信網(wǎng)絡(luò)提出了一個(gè)基于群簽名的安全框架.一個(gè)群簽名認(rèn)證方案一般包含5個(gè)算法步驟：?jiǎn)?dòng)(Setup)、加入(Join)、驗(yàn)證(Verify)、簽名(Verify)、打開(kāi)簽名(Open).使用群簽名的安全認(rèn)證方案可以滿足可認(rèn)證性、消息完整性、隱私性和可追溯性.但缺點(diǎn)是效率較低，當(dāng)一個(gè)小區(qū)的認(rèn)證群有群成員的加入或退出時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)群公鑰需要重新計(jì)算，造成額外的通信和計(jì)算開(kāi)銷.

為了提高群簽名效率， Wasef和Shen[9]使用群簽名構(gòu)造了安全認(rèn)證方案，并利用雙線性加法群的性質(zhì)構(gòu)造了批處理驗(yàn)證方案，可以令多個(gè)消息同時(shí)被驗(yàn)證而提高認(rèn)證效率.Zhu等人[10]在群簽名的基礎(chǔ)架構(gòu)上，使用HMAC代替證書注銷列表(CRL)來(lái)提高合法用戶檢視效率.而Hao等人[11]使用驗(yàn)證者選舉算法、n臨近算法等方法來(lái)建立一個(gè)具有合作性質(zhì)的群簽名認(rèn)證方案，提高了整體的認(rèn)證效率.

隨著對(duì)群簽名功能的不斷發(fā)掘， Hwang等人[12]提出了一個(gè)具有可控關(guān)聯(lián)性的短群簽名認(rèn)證方案用來(lái)平衡匿名性以及可追溯性.不同的群簽名能夠被匿名的關(guān)聯(lián)，但相應(yīng)的關(guān)聯(lián)信息只能被一個(gè)關(guān)聯(lián)密鑰所破解.Rong等人[13]利用群簽名機(jī)制建立了一個(gè)被稱作MixGroup的假名累積更新系統(tǒng)，以增強(qiáng)車載交通系統(tǒng)的位置隱私性.其原理是給一個(gè)車輛用戶擴(kuò)展多個(gè)假名混淆區(qū)，并使用群身份代替假名.該方案非常好地解決了當(dāng)一個(gè)區(qū)域車輛用戶很少時(shí)無(wú)法進(jìn)行充分的假名混淆而導(dǎo)致的位置隱私問(wèn)題.

自2001年Boneh和Franklin[14]使用雙線性對(duì)構(gòu)造了一個(gè)基于身份的加密方案，基于身份的簽名體制得到了實(shí)質(zhì)化應(yīng)用.

Lin等人[15]提出了一個(gè)結(jié)合群簽名和身份簽名的匿名認(rèn)證方案GSIS.身份簽名的使用降低了公鑰和證書的復(fù)雜性，提高了認(rèn)證過(guò)程中的用戶管理效率.在基于身份簽名驗(yàn)證的批處理技術(shù)方面， Zhang等人[16]和Tzeng等人[17]也作了非常充分的研究.

Li等人[18]特別使用了基于身份的離線在線(IBOOS)簽名來(lái)分別作為V2R和V2V的認(rèn)證，以減輕客戶端的認(rèn)證效率.

3.2 非雙線性對(duì)的安全認(rèn)證方案

大部分基于群簽名和身份簽名的認(rèn)證方案都采用了基于橢圓曲線構(gòu)造的雙線性對(duì)技術(shù)，安全性條件由CDH或DDH來(lái)保證.但構(gòu)造雙線性對(duì)所需要的Map2Point計(jì)算和pairing計(jì)算消耗的資源較多，目前學(xué)界也在尋求其他一些使用非雙線對(duì)技術(shù)用于車載網(wǎng)認(rèn)證方案.

He等人[19]使用基于ECC的身份簽名來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有可追溯性的條件隱私保護(hù)車載網(wǎng)認(rèn)證方案.Cui等人[20]同樣使用ECC的結(jié)構(gòu)構(gòu)造了一個(gè)無(wú)證書的聚合簽名方案用于車載網(wǎng)中的V2R通信.由于不需要使用Map2Point和pairing計(jì)算，性能都得到了極大的提升，對(duì)高負(fù)荷的車載網(wǎng)環(huán)境非常重要.

Sulaiman等人[21]提出使用哈希鏈技術(shù)來(lái)為RSU發(fā)出的每條消息生成公私密鑰對(duì).車輛驗(yàn)證消息時(shí)可以從上一條消息的公鑰和哈希驗(yàn)證碼聯(lián)合驗(yàn)證下一條消息的真實(shí)性，好處是計(jì)算量較低，但通信成本卻比較高.

Islam等人[22]針對(duì)V2V場(chǎng)景設(shè)計(jì)了一個(gè)基于密碼口令的群密鑰認(rèn)證協(xié)議.該協(xié)議的安全性主要由SHA512等哈希函數(shù)來(lái)保證，性能表現(xiàn)非常突出.但安全性還需要通過(guò)進(jìn)一步研究來(lái)得到驗(yàn)證.

4 基于密碼學(xué)的安全認(rèn)證方案的比較

上述基于不同密碼學(xué)工具設(shè)計(jì)的安全認(rèn)證方案既有共性又有特殊性，每個(gè)方案在安全需求、安全攻擊處置能力和性能參數(shù)等方面具有不同的特點(diǎn).通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的梳理和歸納，將車載網(wǎng)安全認(rèn)證方案按照安全性特征滿足度和性能要求滿足度進(jìn)行歸類與比較.

4.1 安全性維度

車載網(wǎng)認(rèn)證在安全性上2個(gè)重要的目標(biāo)：一是能抵御車載網(wǎng)通信環(huán)境中高風(fēng)險(xiǎn)的攻擊；二是滿足車載網(wǎng)用戶在認(rèn)證過(guò)程中對(duì)隱私保護(hù)的需求.

車載網(wǎng)由于其特殊的分布式、高動(dòng)態(tài)、自由靈活的網(wǎng)絡(luò)特性而面臨著多種類型的網(wǎng)絡(luò)攻擊.常見(jiàn)的攻擊有如下幾種：

3) 共謀攻擊.在合作認(rèn)證過(guò)程中，合法用戶幫助非法用戶共同欺騙可信認(rèn)證中心，使得非法用戶認(rèn)證通過(guò).

在認(rèn)證過(guò)程中除了需要抵御來(lái)自內(nèi)外的非法攻擊，還需要考慮用戶的隱私保護(hù)需求.在認(rèn)證過(guò)程中，認(rèn)證參與方有可能獲得用戶的身份、位置等敏感信息.即使網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有攻擊者，也有充足的“隱私好奇者”威脅著用戶的安全.在認(rèn)證方案中可以采取多種手段保護(hù)隱私，如使用假名或位置混淆等.

4.2 性能維度

車載網(wǎng)環(huán)境對(duì)認(rèn)證方案在性能方面有著特殊的要求.由于車輛在計(jì)算性能和通信帶寬方面都有著天生的局限性，因此在認(rèn)證過(guò)程中要求協(xié)議簡(jiǎn)潔且算法復(fù)雜度較低.

在性能方面的要求包含3個(gè)方面：計(jì)算性能高效、通信輕量化、低負(fù)擔(dān)存儲(chǔ).具體含義如下：

1) 計(jì)算性能高效.指計(jì)算整個(gè)認(rèn)證過(guò)程中計(jì)算性能受限的車載平臺(tái)將承受更少的計(jì)算負(fù)擔(dān).方法是輕量化整個(gè)認(rèn)證協(xié)議或?qū)⒄J(rèn)證過(guò)程中的耗時(shí)計(jì)算從車載平臺(tái)的OBU上轉(zhuǎn)移到RSU平臺(tái)上.

2) 通信輕量化.認(rèn)證過(guò)程中的V2R和V2V的通信次數(shù)認(rèn)證所需依賴的第三方需要盡可能的少，同時(shí)認(rèn)證交換應(yīng)僅限于密鑰、簽名等用來(lái)證明認(rèn)證者身份的數(shù)據(jù).

3) 低負(fù)擔(dān)存儲(chǔ).指在為了認(rèn)證匿名化而采取額外的混淆措施時(shí)，不會(huì)給車輛用戶端帶來(lái)額外的存儲(chǔ)開(kāi)銷，如用于增加冗余的額外身份證書等.

4.3 認(rèn)證方案比較

根據(jù)上述的車載網(wǎng)安全認(rèn)證方案所必備的2個(gè)特征維度，對(duì)基于密碼學(xué)的安全認(rèn)證方案分類中各方案按照滿足的安全特性、攻擊地域范圍和所解決的性能問(wèn)題進(jìn)行分類和比較(如表1所示).

表1 車載網(wǎng)安全認(rèn)證方案安全性和性能比較

實(shí)現(xiàn)的安全特性：Au—可認(rèn)證性；In—完整性；An—匿名性；Un—不可關(guān)聯(lián)性.

性能優(yōu)化指標(biāo)：Cp—計(jì)算性能高效；Cm—通信輕量化；St—低負(fù)擔(dān)存儲(chǔ).

5 結(jié)論與未來(lái)研究方向

依照安全性與性能2個(gè)維度，基于密碼學(xué)的車載網(wǎng)安全認(rèn)證方案被分為：基于雙線性對(duì)的群簽名和身份簽名方案；基于對(duì)稱和其他公鑰密碼學(xué)工具的安全認(rèn)證方案.其中傳統(tǒng)的基于雙線性對(duì)的認(rèn)證方案在保護(hù)用戶安全性和匿名性方面都得到了證明，且可以通過(guò)簽名批處理驗(yàn)證的手段提高方案的認(rèn)證效率.而非雙線對(duì)的認(rèn)證方案由于避免使用耗時(shí)的雙線性對(duì)密碼學(xué)運(yùn)算，而極大地提升了效率，對(duì)未來(lái)的車載網(wǎng)安全認(rèn)證方法有極大的促進(jìn)作用.根據(jù)目前學(xué)術(shù)界對(duì)車載網(wǎng)安全認(rèn)證的研究現(xiàn)狀，未來(lái)針對(duì)車載網(wǎng)的安全認(rèn)證方案，還有3個(gè)方面值得進(jìn)一步研究：

1) 安全與隱私是車載網(wǎng)安全認(rèn)證解決的2個(gè)最基本問(wèn)題.然而，在某些特殊情況下，安全和隱私卻是相互矛盾的.比如在路況信息分享過(guò)程中，其他用戶需要盡可能地使用消息提供者的真實(shí)身份和位置信息來(lái)進(jìn)行認(rèn)證以驗(yàn)證消息的可信性.然而消息提供者卻希望消息的分享是匿名的，有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)對(duì)提供虛假的信息進(jìn)行認(rèn)證.換句話說(shuō)安全特性中的不可關(guān)聯(lián)性(unlinkability)和可追溯性(traceability)具有一定的矛盾性，很難同時(shí)被滿足.引入第三方的可信認(rèn)證中心無(wú)疑是解決這個(gè)問(wèn)題的最好方法，但無(wú)疑會(huì)增加車載網(wǎng)安全認(rèn)證的部署成本.因此采取分布式的思想改進(jìn)車載網(wǎng)認(rèn)證方案是當(dāng)前非常重要的課題.

2) 目前基于雙線性對(duì)的安全認(rèn)證方案在車載網(wǎng)方面的設(shè)計(jì)已經(jīng)非常成熟，已有許多具體的使用群簽名和身份簽名構(gòu)造的適合于車載網(wǎng)場(chǎng)景的安全認(rèn)證方案.然而，對(duì)這些方案的分析往往停留在理論分析方面，或是使用仿真工具進(jìn)行仿真測(cè)試，而缺少在真實(shí)環(huán)境下的方案實(shí)現(xiàn)，特別是在移動(dòng)智能設(shè)備上對(duì)密碼學(xué)相關(guān)算法的性能測(cè)試數(shù)據(jù).因此，未來(lái)的研究者無(wú)法對(duì)認(rèn)證方案進(jìn)行真實(shí)有效的評(píng)估以便改進(jìn)優(yōu)化.目前互聯(lián)網(wǎng)上已有基于雙線性對(duì)的密碼學(xué)開(kāi)發(fā)套件PBC(pairing based cryptography library)[23],并有相應(yīng)的可在Android設(shè)備上運(yùn)行的解決方案，值得未來(lái)的研究者進(jìn)行實(shí)現(xiàn)方面的進(jìn)一步工作.

3) 使用ECC以及其他非雙線性對(duì)結(jié)構(gòu)的密碼學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)替代傳統(tǒng)的雙線性認(rèn)證方案以提高認(rèn)證速度對(duì)于學(xué)術(shù)界具有非常大的吸引力.然而，這些方案要么缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目勺C明安全分析，要么缺乏具體的實(shí)現(xiàn)手段，對(duì)車載網(wǎng)安全認(rèn)證方案的實(shí)際設(shè)計(jì)影響有限.然而，車載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是一個(gè)綜合而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模型和較高安全風(fēng)險(xiǎn)的集合體.除了用戶接入過(guò)程中的身份認(rèn)證，還在訪問(wèn)控制、身份鑒權(quán)、安全審計(jì)等方面需要利用車載網(wǎng)安全認(rèn)證技術(shù)來(lái)抵御來(lái)自車載網(wǎng)內(nèi)外的安全威脅和用戶的安全需求.同時(shí)，車載網(wǎng)本身是一個(gè)具有非常大擴(kuò)展空間的應(yīng)用搭載平臺(tái).近年來(lái)基于車載網(wǎng)的云計(jì)算應(yīng)用、社交網(wǎng)應(yīng)用都引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，無(wú)疑也擴(kuò)展了安全認(rèn)證需要覆蓋的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題.這些都需要借助更多靈活有效密碼學(xué)工具以輔助傳統(tǒng)的數(shù)字簽名技術(shù)，增強(qiáng)方案的可用性.