车联网安全隐私保护机制及仿真平台研究与开发 王姣

车联网安全隐私保护机制及仿真平台研究与开发王姣

发表时间：2018-03-12T11:21:50.023Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：王姣1 徐麦2 杨雅2

[导读] 摘要：随着信息技术和物联网的不断发展，车联网也逐渐的成熟起来。

(1北京科东电力控制系统有限责任公司北京海淀区 100192；2国网黄石供电公司湖北黄石市 435000) 摘要：随着信息技术和物联网的不断发展，车联网也逐渐的成熟起来。车辆网的发展是随着社会需求而逐渐形成的，在保障交通安全和提升驾驶体验等方面都具有明显的优势，具有广泛的应用前景。而车辆网自身规模的庞大和众多无线信道的特点决定了车辆网必须要加强对安全风险上的管理，隐私保护和信息数据的安全性是车辆网平台的关键。本文在研究和分析了车辆网安全隐私方面的潜在威胁的基础

上，研究开发了一种新型的车辆网仿真平台。

关键词：车联网；安全架构；隐私保护；仿真平台

在过去十几年的发展过程中，随着我国社会经济的不断发展，机动车数量在不断的增加，根据国家相关统计数据显示，我国社会的机动车总体数量已经达到了2.9亿，并且未来还会不断的增强。车辆网作为智能交通系统的重要部分，参与到这个系统中的每个驾驶员都可以获取实时的路况信息、并对道路上行驶的其他车辆的速度、距离、方向等信息也可以便捷的了解，在提高交通效率、降低安全事故等方面都具有重要的意义。

一、车联网安全和隐私保护问题分析

车辆网是在交通领域的一个网络化应用，在学术界、汽车行业、道路交通安全管理以及政府工作中都获得了极大的关注。车联网本身具有较高的实用性，应用前景佳，随着应用范围的扩大，对安全和隐私保护的需求也在逐渐扩大。

（一）信息安全需求

不同于一般的网络组织，车联网的规模较大、系统结构组成较为复杂，相互之间的节点陌生，对信息安全的威胁很多。在车辆网中存在着以下几种类型的攻击者：

（1）贪婪的驾驶员，这类驾驶员在车联网使用过程中可能会在平台中发布一些虚假的信息，误导参与到道路行驶的其他车辆，以方便自己获取更加通常的道路资源。

（2）恶作剧者：社会中一些技术黑客会出于技术上或者自我价值展示方面的目的，会试图研究网络中存在的技术漏洞，并采取一系列的干扰措施。

（3）机构内部人员：有的车辆网平台的企业员工可能在软件升级或者投入应用的过程中，安装一些恶意性的程序或者盗取用户信息。

（4）恶意的攻击者：或者是出于商业利益的目的、或者由于个人目的，社会中一些攻击者会恶意攻击系统的正常运行，这类型的攻击者通常拥有专业的设备，给系统造成的破坏力也较强。

（二）隐私需求分析

在车辆参与到车辆网的运行中，车辆需要随时将自己的位置信息、速度信息等在平台上发布，这些信息都属于用户的隐私信息，需要防治被有心的人利用从而追踪到自己的行驶路线和身份，车联网自身强大的开放性造成了它不可避免的隐私泄露风险。

二、车联网仿真平台研究与开发

本文所研究的仿真平台是Itetris开源性项目平台，该平台主要包含了四个模块，其中ICS是中央控制中心，它控制着其他三个模块，分别是ns-3和SUMO分别代表了无线平台和交通平台，自定义模块是Applications，如下图2-1所示：

图2-1 iTETRIS平台主要模块

通过程序指令的发出，无线仿真平台ns-3可以在场景中模拟传输，在接受在相应的信号之后，sumo可以建立相应的场景，并对更新的数据信息随时做出反应。ICS是整个架构的中心，在系统中对来自其他三个模块的数据进行接收、分析和指令传递，接下来对每个单独的模块进行分析、介绍[1]。

（一）交通模型仿真模块

城市道路交通仿真模块，是一个开源性的、多种形式形态的系统，开发该模块的主要功能是为研究交通组织提供基础支持，为他们的各种方案和计算提供一个可以检测和评估的平台，采用交通仿真平台之后，可以有效的解决现实条件的制约。例如：要建立一种新的交通管理的方式，模型中所有参与交通额车辆都需要按照制度的要求在规定的道路中行驶，通过仿真测试，可以对所提出的管理方式效果进行评估。在管理规模较大的交通情况时具有很好的实用性。

SUMO模块在运行过程，会先读取预先设定的数据文件，按照仿真测试的要求建立相应的场景，研究人员可以在该交通网络条件下进行不同管理模式的测试。

（二）网络通信仿真模块

Ns-3是一个公开性的、免费软件模拟平台，技术人员可以利用该平台进行各种网络技术的研究，随着该平台的不断完善和发展，几乎已经包含了所有类型的网络技术，NS也是目前研究领域中使用最多的模拟平台，除了应用在研究领域中，在教学过程中NS也是一个极为有力的工具。Ns-3可以应用在不同的IP网络环境中，例如UDP、TCP、FTP、WEB、RED等等，同时也可以应用在局域网仿真环境中[2]。

（三）中央控制系统

控制系统是iTETRIS的核心部件，联系和控制着其他的三个模块，是网络、交通和自定义模块之间的通信桥梁，在整个仿真过程中提供各类信息，对每个模块传递来的信息进行分析和处理，在分别输出相应的指令。控制系统ICS的研发是由iTETRIS项目组所研发出来的，而其他的两个网络和交通的开源性软件则是为该平台的运行提供辅助，彼此共同构建了车辆网仿真架构体系[3]。

仿真平台中的每一个模块都是独立于其他三个模块的程序，模块之间的通讯方式采用Sochet进行信息交流和数据的传递。控制中心的仿真启动过程如下图2-2所示：

图2-2 控制中心程序ICS的流程

如上图所示，该系统的仿真是一个循环过程，在这个过程中，控制中心依次触发网络、交通和自定义模块，在获取了相应的指令之后，每个仿真中心执行相应的任务。

结语：

本文的研究主要包含两个方面的内容，首先分析了车联网安全和隐私保护的需求，第二是建立了车辆网仿真平台的基本架构，对每个模块的功能进行分析与介绍。随着车联网规模的不断扩大、用户数量不断增长、数据信息不断增加，对于网络安全的要求也越来越高，在今后的研发和使用过程中，需要根据需求的变化随着对网络环境做出调整，保证用户数据安全的基础上，提高车辆网的功能和管理效果。

参考文献：

[1]王景欣, 王钺, 耿军伟,等.基于匿名互换的车联网安全与隐私保护机制[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2012(5):592-597..

[2]冯中华,曾梦岐,陶建军.5G时代车联网安全和隐私问题研究[J]. 通信技术,2017,50(05):1010-1015.

作者简介：马静雅，北京邮电大学研究生，1987年生人，南瑞集团通信专业工程师，参与过国网电力无线专网、终端接入网网管方案编制，国网SDN，新能源接入，电力LTE科技项目，主导过EPON、激光通信、无线公网监控产品的研制