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车载ad hoc网络的安全性与隐私保护
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本书主要关注VANE中的消息认证和隐私问题，我们首先描述了VANE中安全和隐私问题的概述，以及解决这些问题面临的挑战。第2章描述了VANET中不同设备之间（OBU和RSU）之间通信的安全和隐私需求。本书确定了合适的密码原语，并设计了安全和隐私保护协议，该协议融合了群签名和基于标识（ID）的签名来满足为车载通信的安全性和私密性要求。
>译者的话前言缩略语第1章概述11.1背景11.2专用短程通信(DSRC)和车辆自组织网络(VANET)21.2.1专用短程通信(DSRC)21.2.2车辆自组织网络(VANET)31.2.3VANET的特点51.3安全和隐私威胁61.4安全和隐私保护需求71.5挑战和展望81.5.1VANET中有条件的隐私保护81.5.2VANET中有效撤销的认证91.6标准化和相关的活动91.7安全原语111.8本书概要15参考文献15第2章GSIS:基于群签名和基于ID签名的安全和隐私保护协议182.1概述182.2预备知识和背景介绍192.2.1群签名192.2.2双线性对和基于身份的加密192.2.3威胁模型202.2.4安全需求202.3安全和保护隐私协议212.3.1面临的问题212.3.2系统设置232.3.3OBU之间的安全协议242.3.4RSU和OBU之间的安全协议322.4性能评估342.4.1流量负荷的影响362.4.2加密签名验证延迟的影响372.4.3成员撤销和跟踪效率392.5结论40参考文献40第3章ECPP:高效、有条件的隐私保护协议433.1概述433.2系统模型和面临的问题443.2.1系统模型443.2.2设计目标453.3ECPP协议463.3.1系统初始化463.3.2OBU短时匿名密钥生成483.3.3OBU安全消息发送523.3.4OBU快速跟踪算法543.4有条件隐私保护分析553.5性能分析563.5.1OBU存储开销563.5.2OBU验证计算开销573.5.3TA进行OBU跟踪的计算复杂度583.6结论59参考文献59第4章位置隐私的假名改变策略614.1概述614.2问题定义634.2.1网络模型634.2.2威胁模型644.2.3位置隐私保护需求644.3位置隐私的PCS策略644.3.1PCS策略的KPSD模型654.3.2针对位置隐私的匿名集分析684.3.3PCS策略的灵活性分析734.4性能评估744.5结论76参考文献77目录●●●●●●●●●●车载ad hoc网络的安全性与隐私保护第5章RSU辅助消息认证795.1概述795.2系统模型和预备知识805.2.1系统模型815.2.2假设815.2.3问题描述825.2.4安全目标835.3RSU辅助的消息认证方案835.3.1概述835.3.2RSU和车辆之间的双向认证和密钥协商845.3.3哈希聚合855.3.4确认865.3.5隐私扩展865.4性能评估885.4.1消息丢失率885.4.2消息时延895.4.3通信开销905.5安全分析915.6结论92参考文献93第6章基于TESLA的广播认证946.1概述946.2高效安全的车辆通信方案956.2.1预备知识956.2.2系统模式966.2.3建议的TSVC方案976.2.4支持不可否认性的增强TSVC方案1026.2.5讨论1066.3安全分析1116.4性能评估1126.4.1车辆移动速度的影响1146.4.2车辆密度的影响1156.5结论116参考文献116............

车联网通信技术
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本书以DSRC为写作对象，主要介绍了车联网的体系架构、应用场景和通信机制，其中通信部分讲述了物理层和高层协议的基本工作原理，并重点介绍了adhoc网络中常用的路由协议，本书还对信息安全问题进行了讨论。尽管书籍内容简短精练，但融入了作者多年来在车联网理论研究和实践方面的丰富经验，可作为车联网相关研究人员快速了解DSRC工作原理的理想参考资料。
>译者的话 
第1章介绍 
1.1概述 
1.2为何引入车用通信 
1.3体系架构 
参考文献 
第2章车用通信应用 
2.1安全 
2.1.1关键交通情形 
2.1.2安全应用分类 
2.1.3正常传输机制 
2 .1.4双向通信机制 
2.1.5非自主系统 
2.1.6快速警告提醒 
2.2资源效率 
2.2.1 自主系统 
2.2.2正常交通提醒 
2.3信息娱乐 
2.3.1 ad hoc服务 
2.3.2供应商服务 
2.4应用需求总结 
参考文献 
第3章通信机制 
3.1双向通信机制 
3.2基于位置的通信机制 
3.3基于位置的多跳通信机制 
参考文献 
第4章车联网中的 
信息 
4.1信息精度 
4.2时间敏感信息 
4.3制动时间与距离 
4.4**车时间与距离 
4.5主动安全应用的时间区域 
4.5.1数据要求 
4.5.2网络要求 
4.5.3合作式避撞系统 
参考文献 
第5章路由 
5.1多跳路由协议 
5.1.1 ad hoc按需距离矢量路由(AODV) 
5.1.2网格位置服务( GLS) 
5.1.3贪婪周边无状态路 
由(GPSR) 
5.1.4地理源路由(GSR) 
5.1.5基于竞争的转发 
( CBF, Contention 
Based Forwarding) 
5.1.6Octopus（八爪鱼） 
5.1.7**贪婪转发 
( AGF, Advanced 
Greedy Forwarding) 
第6章车用通信媒质接入 
第7章物理层技术 
第8章安全

车辆网联技术
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这部教科书的基础是在包括IEEECCNC,IEEEICC,IEEEGLOBECOM和IEEEVTC等所有主要IEEE会议上发表的有关这一专题的系列教程，以及FalkoDressler的在欧洲、美国、南美和亚太地区举办的IEEE杰出讲师讲座的内容。我们还设计了一个新的研究生水平的大学课程，在欧洲不同的大学里教授。这个也激发了我们以一本教科书的形式来汇集我们的经验，为广泛的读者—从希望进入这一激动人心的新领域的学生，到寻找一个综合概述的实际工作者，提供一个集中了过去和未来车辆网联专题共同概念的参考。
>译者序
前言
缩略语
第1章引言1
1.1术语和定义3
1.2Who is who4
1.2.1规则制定、法规和标准5
1.2.2研究6
1.3如何使用这本书7
1.3.1目标读者7
1.3.2给非专家们的概述7
1.3.3有经验的读者的深入研究8
第2章车内通信11
2.1车载网络12
2.2汽车总线系统14
2.2.1CAN14
2.2.2LIN20
2.2.3MOST22
2.2.4FlexRay24
2.3车载以太网29
2.3.1背景30
2.3.2车载网络的适应性32
2.3.3引入汽车33
2.4无线车载网络34
第3章车辆间通信35
3.1应用35
3.1.1交通信息系统36
3.1.2交叉路口碰撞预警系统43
3.1.3队列前进44
3.1.4交通灯信息与控制46
3.1.5娱乐应用49
3.2要求和组件51
3.2.1应用需求51
3.2.2评估IVC方案的指标57
3.2.3通信实体59
3.2.4通信原理62
3.3车辆间通信的概念65
3.3.1调频广播和数字音频广播65
3.3.2蜂窝网络71
3.3.3自组织路由73
3.3.4广播78
3.3.5地理路由88
3.4基本的限制92
3.4.1迈向异构网络92
3.4.2广播风暴问题94
3.4.3VANET的扩展性96
第4章无线接入技术98
4.1蜂窝网络98
4.1.1GSM101
4.1.2UMTS103
4.1.3LTE104
4.1.4未来发展106
4.1.5蜂窝网络在IVC中的使用106
4.2短程无线电技术109
4.2.1无线局域网(WLAN)109
4.2.2IEEE 802.11p112
4.2.3高层协议114
4.3空白频段和认知无线电119
4.3.1认知无线电119
4.3.2TV空白频段120
4.3.3空白频段在IVC中的应用121
第5章信息传递124
5.1自组织（ad-hoc）路由125
5.1.1主动路由协议126
5.1.2被动路由协议128
5.1.3车载自组织网络（VANET）
中的应用132
5.2地理位置路由139
5.2.1地理位置路由140
5.2.2基于虚拟坐标路由143
5.3信标152
5.3.1自组织的交通信息系统153
5.3.2协同感知消息157
5.4自适应信标158
5.4.1自适应交通信标159
5.4.2分散式拥塞控制（DCC）169
5.4.3动态信标174
5.5地理多播180
5.5.1ETSI地理网络180
5.5.2分布式环境通知信息182
5.5.3拓扑辅助地理机会路由183
5.6基础设施支持187
5.6.1路侧单元188
5.6.2停泊车辆192
5.7DTN与对等网络198
5.7.1分布式车联广播199
5.7.2MobTorrent201
5.7.3PeerTIS205
第6章性能评估208
6.1性能测试208
6.1.1概念和策略208
6.1.2现场运行试验210
6.1.3仿真技术220
6.2仿真工具231
6.2.1网络仿真232
6.2.2道路交通仿真235
6.2.3IVC仿真框架237
6.3场景、模型和指标240
6.3.1场景240
6.3.2信道模型249
6.3.3驾驶人行为259
6.3.4指标262
第7章安全与隐私275
7.1安全的基本要素275
7.1.1安全目标和技术要求276
7.1.2安全关系279
7.1.3证书280
7.1.4安全与隐私283
7.2保障车辆网络安全283
7.2.1IVC的证书应用283
7.2.2性能问题285
7.2.3证书撤销287
7.2.4位置验证288
7.3隐私289
7.3.1位置隐私290
7.3.2跟踪方法291
7.3.3临时假名292
7.3.4交换假名294
参考文献296

《智慧出行：车辆网联与安全通信解析》 一、 编委会与作者团队 本书由国内车辆网联领域资深专家、高校教授、以及一线科研人员共同编撰，汇聚了多位在通信工程、计算机科学、信息安全等领域拥有丰富实践经验和深厚学术造诣的学者。编委会成员包括： 主编： XXX教授（XX大学，车辆工程博士，国家重点研发计划项目负责人） 副主编： XXX研究员（XX研究所，信息安全专家，XXX标准制定委员会委员） 编委： XXX博士（XX大学，通信工程教授，IEEE Fellow），XXX工程师（XX科技公司，首席架构师，多年车联网产品研发经验），XXX副教授（XX理工学院，网络安全博士） 作者团队成员在各自的研究方向上均取得了显著成就，发表了大量高水平学术论文，参与了多项国家及行业重要项目，对车辆网联技术的现状、发展趋势以及面临的挑战有着深刻的理解。 二、 内容概述 本书旨在全面、深入地介绍当前蓬勃发展的车辆网联（Internet of Vehicles, IoV）技术，重点阐述其核心通信机制、关键技术以及在保障安全与隐私方面的挑战与解决方案。内容涵盖了车辆网联的理论基础、通信架构、关键技术、安全威胁、隐私泄露风险以及相应的防御策略，力求为读者提供一个系统、完整、前沿的知识体系。 全书共分为六大部分，共计十五个章节，层层递进，逻辑清晰： 第一部分：车辆网联技术概览 第一章：车辆网联技术概述 引言：智能交通与网联汽车的时代背景。 车辆网联的定义、发展历程与未来愿景。 车辆网联在智能交通系统中的作用与地位。 车辆网联的关键技术要素：通信、感知、计算、控制。 车辆网联的典型应用场景：自动驾驶、智能交通管理、车内娱乐、远程诊断等。 车辆网联的产业生态与发展机遇。 第二章：车辆网联的通信架构与关键技术 车辆网联通信的层次化模型：从物理层到应用层。 车与车（V2V）、车与基础设施（V2I）、车与网络（V2N）、车与行人（V2P）等通信模式的特点与需求。 不同通信技术在车辆网联中的应用： 蜂窝通信技术（4G/5G/6G）： 广域覆盖、高带宽、低时延的优势；C-V2X（Cellular Vehicle-to-Everything）技术详解。 短程通信技术（DSRC/Wi-Fi）： 专用短程通信（DSRC）的标准与应用；Wi-Fi Direct等技术在车内网和近距离通信中的作用。 其他通信方式： 卫星通信、低功耗广域网（LPWAN）等在特定场景下的补充。 通信协议栈的演进与优化。 信息编码、复用与调度策略。 第二部分：车联网通信技术详解 第三章：5G与下一代蜂窝通信在车联网中的应用 5G的关键技术（NR, MEC, SDN/NFV）及其在车联网中的赋能作用。 URLLC（超可靠低时延通信）、eMBB（增强移动宽带）和mMTC（海量机器类通信）在车联网场景下的具体应用。 边缘计算（MEC）如何支持低时延的车载应用和实时数据处理。 5G C-V2X的演进：Sidelink通信的增强与应用。 面向未来（6G）的车联网通信技术展望。 第四章：面向网联汽车的高效通信协议 IPv6在车联网中的应用与挑战。 UDP与TCP协议在不同车联网通信场景下的适配性。 数据压缩与高效传输技术。 消息队列遥测传输（MQTT）等轻量级协议在车载通信中的应用。 服务发现与注册机制。 API设计与应用层协议（如HTTP/2, gRPC）。 第五章：车内通信与车载网络 车载以太网（Automotive Ethernet）的兴起与优势。 CAN（Controller Area Network）、LIN（Local Interconnect Network）等传统车载总线的特点与局限。 FlexRay、MOST等其他车载总线技术。 车载网络的拓扑结构与互联方式。 车载网络通信的延迟、带宽与可靠性要求。 车内数据融合与处理。 第三部分：车载Ad Hoc网络的安全性与隐私保护 第六章：车载Ad Hoc网络（VANET）的安全性挑战 VANET的定义、特点与关键技术（如分布式路由、播报机制）。 VANET的攻击面分析：通信链路、节点、消息内容。 常见的网络攻击类型：拒绝服务（DoS）、消息篡改、欺骗攻击、重放攻击、旁听攻击。 节点身份认证与授权问题。 数据完整性与可信度验证。 隐私泄露风险：位置隐私、通信内容隐私、用户行为隐私。 第七章：车载Ad Hoc网络的身份认证与安全通信 基于公钥基础设施（PKI）的身份认证方案。 分布式身份认证与可信链技术。 基于证书的签名与验证机制。 批量验证与高效认证技术。 安全路由协议设计：抵御路由攻击。 消息加密与完整性保护技术：对称加密、非对称加密、消息认证码（MAC）。 差分隐私技术在位置数据匿名化中的应用。 第八章：车载Ad Hoc网络的隐私保护策略 隐私泄露的来源与途径。 匿名化技术：k-匿名、l-多样性、t-接近性。 混淆与伪装技术：生成虚假信息、改变位置轨迹。 差分隐私在车辆轨迹保护中的应用。 数据访问控制与授权策略。 隐私增强技术（PETs）在车联网中的应用。 用户隐私意识与法律法规遵从。 第九章：车载Ad Hoc网络的攻击检测与防御 入侵检测系统（IDS）在VANET中的应用。 基于规则、基于统计、基于机器学习的入侵检测方法。 分布式入侵检测与协作防御。 信任管理机制：评估节点的可信度。 事件响应与事后恢复策略。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）在安全增强中的作用。 第十章：跨层安全协同与应用 通信层、网络层、应用层之间的安全协同。 安全策略的统一管理与执行。 端到端安全保障。 车联网安全标准与规范研究。 安全威胁的演进与应对策略。 第四部分：车联网安全与隐私的体系化建设 第十一章：车联网安全体系设计 安全风险评估与度量。 安全域划分与访问控制。 安全网关与隔离技术。 数据安全与生命周期管理。 安全监控与态势感知。 安全漏洞管理与应急响应。 车载安全芯片与硬件安全模块（HSM）。 第十二章：车联网隐私保护的法律、伦理与社会考量 国内外车联网隐私保护相关法律法规解读（如GDPR、CCPA）。 数据所有权与使用权问题。 数据共享与交易的隐私风险。 用户知情权、同意权与删除权。 伦理困境与决策：自动驾驶中的伦理难题。 社会接受度与公众信任。 构建负责任的网联汽车生态。 第五部分：前沿技术与发展趋势 第十三章：人工智能与机器学习在车联网安全中的应用 基于AI的异常检测与行为分析。 机器学习模型在身份认证和访问控制中的应用。 联邦学习在保护隐私和数据共享中的作用。 AI驱动的自动驾驶安全。 AI在加密算法和密钥管理中的探索。 第十四章：区块链技术在车联网安全与隐私保护中的潜力 区块链的分布式账本特性如何提升数据可信度。 利用区块链进行车辆身份管理与访问控制。 去中心化身份（DID）与隐私保护。 基于区块链的智能合约在数据共享与交易中的应用。 区块链在防范重放攻击和篡改攻击中的作用。 区块链与现有车联网架构的融合挑战。 第六部分：案例分析与未来展望 第十五章：车联网安全与隐私保护的典型案例分析与未来展望 国内外成功及失败的车联网安全实践案例解析。 自动驾驶安全与隐私保护的挑战与解决方案。 智能网联汽车的网络安全威胁与应对策略。 车联网安全与隐私的标准化进展。 未来车联网发展方向与安全隐私的挑战。 开放性研究问题与研究建议。 三、 目标读者 本书面向以下读者群体： 1. 高等院校师生： 计算机科学、通信工程、信息安全、交通工程等专业的本科生、硕士生、博士生，以及相关领域的教师。 2. 科研人员： 在车辆网联、智能交通、信息安全、通信技术等领域从事研究工作的科研人员。 3. 行业从业者： 汽车制造商、零部件供应商、通信运营商、互联网公司、自动驾驶技术公司、信息安全服务公司等的技术研发、产品经理、安全工程师、项目管理等人员。 4. 政府部门与监管机构： 参与智能交通、网络安全、隐私保护政策制定和监管工作的相关人员。 5. 对智能网联汽车技术感兴趣的公众： 希望系统了解车辆网联技术及其安全隐私问题的读者。 四、 本书特色 体系全面，内容详实： 涵盖了从车辆网联基础到通信技术，再到安全与隐私保护的完整知识体系，并深入探讨了前沿技术和未来发展。 理论与实践结合： 不仅阐述了深厚的理论基础，还结合了大量的实际应用场景和案例分析，帮助读者理解技术如何落地。 前沿性： 重点介绍了5G、AI、区块链等新兴技术在车联网安全与隐私保护中的应用，展现了行业发展的前沿动态。 安全性与隐私保护的深度聚焦： 将车载Ad Hoc网络的安全性与隐私保护作为核心内容进行深入剖析，提供了系统性的解决方案。 专家视角，权威性： 由业内资深专家共同编撰，内容具有高度的专业性和权威性。 可读性强： 语言通俗易懂，逻辑清晰，配以图表说明，便于读者理解和学习。 五、 结语 随着汽车产业与信息通信技术的深度融合，车辆网联已经成为推动未来交通变革的关键力量。然而，伴随其发展而来的安全和隐私挑战不容忽视。本书的出版，旨在为读者提供一个全面、深入、前沿的知识平台，帮助理解并应对这些挑战，共同推动智能网联汽车产业健康、安全、可持续地发展，构建更加智慧、便捷、安全的出行未来。 （注意：本书的详细内容，包括具体的算法、协议细节、实验数据等，将会在正文部分进行详细阐述，此处为内容梗概。）