基于5G的车联网道路交通事故信息传输机制研究

　　摘要：为解决传统信息传输机制在对车联网信息传输时存在信息泄漏量较多，无法抵御非法攻击者攻击问题，结合5G技术开展对车联网中，道路交通事故信息的安全传输机制研究。通过基于5G的车联网体系初始化设置、车辆注册流程优化、道路交通事故信息加解密与接收过程设计，提出一种全新的信息传输机制。通过对比实验进一步验证，新的传输能够有效抵御非法攻击者的攻击，并阻止非法攻击者对传输信息的跟踪，提高了信息在传输过程中的安全性。

　　关键词：5G；车联网；道路交通事故；信息传输机制

　　1基于5G的车联网道路交通事故信息传输机制设计

　　1.1基于5G的车联网体系初始化设置

　　在对车联网道路交通事故信息传输机制进行设计时，首先应当结合5G技术对车联网整个体系进行初始化设置。在车联网当中，有权威机构负责管辖的范围通常是固定不变的，针对不同地区，可能是一个小镇的范围，也可能是一个城市的范围，针对其管辖范围以及道路交通事故信息传输范围的设置，应当根据5G移动运营商的管辖策略制定。在车联网中规定权威机构只能选取固定的数值作为分发给参与车辆每个匿名证书的有效时间，由于匿名证书仅能够被用于对道路交通事故视频信息的传输，因此可由权威机构，通过对每一辆车辆可能发生交通事故的数量，决定匿名证书的分配。同时，在对车联网体系初始化设置时，还应当要求每一个参与到车联网当中的车辆都必须定期进行一次检查，检查结果应当能够保证车辆具备足够数量的匿名证书。在车联网当中，匿名证书的信息格式应当如表1所示。

　　1.2车辆注册流程优化

　　在完成对5G车联网体系初始化设置后，为确保车辆能够加入到车联网环境当中，享受相应的信息传输服务，并确保在进行道路交通事故信息传输的过程中，信息不会被非法攻击者侵犯或恶意泄露，本文将针对普通车辆和公共车辆的注册流程进行优化，从而提高本文信息传输机制的严谨性。

　　首先，针对普通车辆的注册流程进行优化：

　　第一步，用户在5G车联网当中对普通车辆进行注册，获取相应的身份信息，并将其传输到车辆网络管理中心中；

　　第二步，由车辆网络管理中心将对称的密钥发送到权威机构，并为注册的普通车辆申请匿名证书；

　　第三步，由权威机构为普通车辆生成匿名证书、每个匿名证书对应的私钥以及标签，再利用对称密钥加密的方式，将所有信息内容发送回车辆网络管理中心；

　　第四步，由车辆网络管理中心将已经完成加密的相关信息发送到注册普通车辆的用户端。在上述过程中需要注意的是，整个注册流程车辆网络管理中心始终明确普通车辆注册用户的真实身份信息，但对于为其发布的一系列匿名证书并不知晓证书中的详细内容。同时，权威机构始终明确普通车辆注册用户的匿名证书中的详细内容，但并不知晓普通车辆注册用户的真实身份信息。以此，通过上述注册流程，有效防止通过窃取匿名证书的方式对信息传输安全造成威胁。除此之外，对于在注册过程中接收到的所有信息都会被统一存储在防篡改程序当中，每一个参与到5G车联网服务当中的车辆也同样会被事先安装防篡改程序，为车辆注册提供安全保障，在防篡改程序当中还可引入加速程序，进一步提升保护和加密和解密的运行速度。

　　其次，再针对公共车辆，例如执法车辆、救护车辆等注册流程进行优化：

　　第一步，公共车辆用户在5G车联网当中对车辆进行注册，获取相应的身份信息，并将其传输到车辆网络安全站当中；

　　第二步，由车辆网络安全站对身份信息进行转发，发送到权威机构当中，并为注册的公共车辆申请匿名证书；

　　第三步，由权威机构为公共车辆生成匿名证书、每个匿名证书对应的私钥以及标签，再利用对称密钥加密的方式，将所有信息内容属性进行加密解密，并生成相应的密钥，发送回车辆网络安全站；

　　第四步，由车辆网络安全站将已经完成加密的相关信息发送到注册公共车辆的用户端，并由公共车辆用户将所有信息内容存储在防篡改程序当中。通过上述操作，完成对公共车辆的5G车联网注册，将公共车辆与普通车辆进行区分，能够确保只有指定的车辆能够获取到道路交通事故信息上传的安全信息，并且执法车辆并不能随意对相关信息进行调阅，以此提高参与5G车联网车辆的隐私安全。

　　1.3道路交通事故信息加解密与接收过程设计

　　为进一步确保信息在传输过程中的安全性，需要对其进行加解密处理。针对普通车辆和公共车辆均采用如下方式完成加密：首先，拍摄并制作事故视频，利用签名认证的方式对视频信息进行对称加密；再利用公钥生成关键词，利用CP-ABE算法给一次性对称加密密钥；选择一个有效匿名证书，对其元组信息进行签字加密；最后通过5G车联网将加密的信息上传到云平台当中。当接收到相应的信息后，通过检查是否是5G车联网中的合法用户生成的方式对信息内容的真实性进行验证，并对签名认证是否成立进行判断，若成立则传输的信息内容可信，若不成立则传输的信息内容可能遭到了非法攻击者的蓄意破坏，出现了错误信息。再对道路交通事故信息的接收和解密过后层那个进行设计：首先，对签名认证进行验证，并在验证通过后转发元组信息；对匿名证书当中的信息进行验证，并在验证通过后取出公钥；对收到的签名进行验证，并在验证通过后解密对称加密密钥；最后，利用对称加密密钥解密密文，获取到道路交通事故信息。

　　2对比实验

　　本文通过上述论述，完成在车联网当中对道路交通事故信息的传输机制理论设计，为保证该机制在实际应用中的效果，下面将在车联网当中同时引入本文提出的传输机制和传统信息传输机制，开展对比实验。假设在5G车联网环境当中任何一个节点或者实体都可能被当作是违法攻击者的攻击对象。由一个攻击者控制两个距离相同的两个5G区域，其中一个区域利用本文提出的传输机制，另一个区域利用传统传输机制。

　　假设参与到5G车联网当中的车辆传输道路交通事故信息的范围为600m，车辆的行驶速度为120km/h，时间范围为22s。在进行信息传输的过程中，将信息量设置为2GB，将两台车分别放置在两个5G区域当中，并控制其在同一方向上以同样的速度行驶同样的距离。假设两台车在相同时刻出现交通事故，分别利用本文传输机制和传统传输机制完成对交通事故信息的传输。对比在传输过程中，两种传输机制的信息泄漏情况，并绘制成如图1所示的实验结果对比图。

　　3结束语

　　本文基于5G技术的应用优势，提出一种全新的车联网道路交通事故信息传输机制，并通过实验进一步证明了该传输机制的实际应用效果。当前车联网的建设受到了人们的高度关注，针对信息的安全传输问题急需解决，通过将本文传输机制的应用能够有效提高信息传输过程中的安全性。但由于研究时间有限，本文仅采用了签名认证的方式实现对传输信息的加解密操作，在后续的研究中还将针对不同信息的安全传输需要，引入更多的认证方式，并筛选更优，进一步提高信息传输的安全。

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　　刘吕亮

《基于5G的车联网道路交通事故信息传输机制研究》

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