[发明专利]一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法及系统

权利要求书

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G_T，根据两个素数阶为p的双线性乘法群G和G_T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→G_T，所述六个哈希函数为：H₀:H₁:G×{0,1}^*→G，H₂:H₃:G→{0,1}ⁿ，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额α_i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^α，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)

其中，g^k表示伪身份的一部分，表示异或操作，H₃((g^α)^k)表示对共享主公钥g^α随机化后进行哈希；

TPD根据存储的DMV的私钥和PID的公钥pk_PID＝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||ID_DMV||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(TOK_PID,1,TOK_PID,2)的计算公式为：

TOK_PID,1＝g^γ∈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，PID_u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，pk_CSP表示充电服务商的公钥，sk_CSP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，DMV_j表示参与恢复车辆真实身份的第j个车辆管理所，α_i表示车辆管理所DMV_i的共享主密钥份额。