[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

说明书

本发明属于网络空间安全学科中的安全认证领域，具体涉及一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法及系统，包括：电动汽车向车辆管理所进行注册，获取取车辆防篡改设备登陆密码，之后登录防窜改设备生成伪身份并向充电服务提供商请求认证令牌，该认证令牌使电动汽车可以通过路边单元的认证并获取一次性会话密钥用于与充电板认证；本发明保证了电动汽车在充电认证时的效率、身份隐私和位置隐私，并且在有争议的情况下，通过多个车辆管理所的协助，充电服务提供商可以恢复出车辆的真实身份，保证了车辆的身份不被任何可信第三方掌握。

技术领域

本发明属于网络空间安全学科中的安全认证领域，具体涉及一种电动汽车动态无线充电隐私保护的认证方法及系统。

背景技术

随着环境污染加剧以及化石能源枯竭，电动汽车得到大力发展。电动汽车动态无线充电技术通过放置在道路下方的充电板与车辆底部的传输线圈之间的磁感应，使电动汽车能够在行驶过程中进行充电。当电动汽车在快速移动期间连接到电网时，必须能够保护其身份和位置隐私，同时对它们进行有效的身份验证。动态无线充电技术将为电动汽车提供更好的发展前景，但动态无线充电技术目前面临许多问题，其中一个安全、高效且匿名的身份认证方案是电动汽车接入电网进行动态充电的关键。

在目前的研究中，Li提出了隐私保护快速认证(Li H,Dan G,Nahrstedt K.Portunes:Privacy-Preserving Fast Authentication for Dynamic Electric VehicleCharging[C]//2014IEEE International Conference on Smart Grid Communications(SmartGridComm).IEEE,2015.)，该协议使用预分配密钥的方法来最大程度地减少电动汽车和充电板之间的身份验证期间的计算成本，但是充电服务器被信任知道电动汽车的位置和真实身份，并且每个充电板都必须存储所有假名和密钥，包括车辆在其他充电站可能使用的假名和密钥。Hussain着重注意电动汽车和充电板之间的身份验证(Hussain R,Kim D,Nogueira M,et al.A new privacy-aware mutual authentication mechanism forcharging-on-the-move in online electric vehicles[C]//2015 11th InternationalConference on Mobile Ad-hoc and Sensor Networks(MSN).IEEE,2015:108-115.)，在其方案中，每个电动汽车应该向每个充电板进行身份验证，并与每个充电板建立对称的会话密钥。为此，电动汽车必须与每个充电板交换多个消息，并且每个充电板必须在实时身份验证期间来回与充电服务器通信，这对于快速移动的汽车而言效率不高。Nabil提出了一种基于部分盲签名和属性加密的方法来构造基于优先级的充电方法(Nabil M, Bima M,Alsharif A,et al.Priority-Based and Privacy-Preserving Electric VehicleDynamic Charging System With Divisible E-Payment[M]//Smart CitiesCybersecurity and Privacy.2019.)，该方法使用部分盲签名购买匿名硬币，并使用属性加密来确保电动汽车的隐私，但该方法使得方案开销过大

但是，现有的方案都依赖于一个权威机构颁发假名和跟踪车辆真实身份，这使得权威机构过于中心化并且大量的假名管理带来巨大的开销，对权威的攻击可能导致系统瘫痪，从而泄露用户隐私以及造成单点失效。

车联网中广泛研究的基于身份的条件隐私保护认证方案可为解决电动汽车动态无线充电中的假名管理问题提供参考。但是，车联网中侧重于安全消息认证，在以身份认证为核心的动态无线充电场景中，认证的目的和效率可能存在不同。此外，现有的基于身份的CPPA方案在身份跟踪中仍依赖于一个信任中心来了解车辆的真实身份，如果信任权威被破坏，整个系统将面临隐私泄露的高风险。

发明内容