[发明专利]一种车载虚拟钥匙通信方法

说明书

本发明公开了一种车载虚拟钥匙的通信方法，该方法是基于密码学原理设计出的新型车载虚拟钥匙通信协议架构，本发明以多角度、全方面的视角阐述了车载虚拟钥匙安心方面的设计方法。

技术领域：

本发明属于密码及通信安全技术领域，特别涉及一种车载虚拟钥匙通信方法。

背景技术：

随着社会的快速发展，汽车进入家庭的梦想已成为现实。随着人们日常出行习惯的改变，传统汽车和新能源汽车的智能化程度越来越高。许多制造商已经基于各种方法引入了车辆共享技术。这些技术不依赖于传统的车辆实体钥匙，以软件的形式开锁、锁门、鸣笛、启动发动机等。从而克服了多人合用汽车时配置多个实体钥匙的不便，避免了无法统一管理汽车的隐患。现有的车辆共享技术一般是基于通信运营商的移动数据通信网络。车辆用户不使用车辆终端作为交互载体直接向车辆发送控制指令。当司机想要控制车辆时，车辆终端通过移动数据网络与云管理平台进行通信，并启动应用程序进行具体的指令控制车辆。管理平台在对车辆终端的权利进行判断和管理后，通过移动数据网络将相应的控制指令转发给车辆，实现对车辆的控制。

由于“用车终端、云端管理平台、车辆”之间的交互极度依赖移动数据通信网络，因此用车人通过用车终端操控车辆时,需要在移动数据通信网络良好的情况下才能完成。一旦用车终端或车辆中有一者处于弱网络或者无网络环境中如地下车库等，功能就将大打折扣，甚至无法使用，影响可靠性。目前市场上不断涌现出手机数字钥匙产品，手机数字钥匙取代传统的汽车钥匙无疑将给人们带来更佳的便利性。手机数字钥匙将传统车钥匙的全部功能映射到手机中，通过操作手机钥匙实现开关车门、启停发动机、开启后备箱等功能，而手机数字钥匙的“远程控制车辆”作为部分车钥匙功能，其顺应了互联网时代的发展需要。然而，随着电子智能化程度的加深，系统安全性是设计的基本保障。

针对上述问题，本发明以多角度、全方面的视角阐述了车载虚拟钥匙安心方面的设计方法，有必要提供一种车载虚拟钥匙实现及通信方法。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种车载虚拟钥匙通信方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种车载虚拟钥匙通信方法，包括以下步骤：

S1：结合手机端及车载通信系统的存储、计算资源有限的特点，及其对高安全性的需求，在车载端与手机端之间构造基于多次剩余的完备零知识身份认证协议，建立车载端与手机端之间的相互认证机制，并加入了时间戳以防止重放攻击；

S2：双方进行协商会话密钥，手机端利用ELGamal算法生成签名及公私钥对，双方进行交换公钥；

S3:最后同时采用车速值和方向盘角度值的随机特性并提取出来以建立实时密钥更新的车载虚拟钥匙通信方法。

作为本发明的进一步改进，每辆汽车都有自己的虚拟钥匙账号，为了防止重放攻击和假冒攻击的轻易实现，手机端只有进行登录后，方可向车载端进行身份认证；因为有些地方无移动通信信号，手机端与汽车端无法连接到云服务器中，我们采用通过蓝牙形式进行手机与汽车的认证通信。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，在车载端与手机端之间构造基于多次剩余的完备零知识身份认证协议，建立车载端与手机端之间的相互认证机制。认证双方包括车载端与手机端，它向车载端认证自己的身份，认证过程如下：

首先手机端选取矢量y∈Z_N^*：y^id≡x(mod N)，发送手机端ID号和x给车载端，其中x为MR_N中的一个元素，id为手机端ID号的最后一位，N为一个大的奇合数，其中MR_N为模整数N的多次剩余集合。重复下列步骤16次：