2023年8月JournalonCommunicationsAugust2023第44卷第8期通信学报Vol.44No.85G-V2X中基于轨迹预测的安全高效群组切换认证协议张应辉1,2，钱佳乐1,2，曹进3，郑东1,2（1.西安邮电大学网络空间安全学院，陕西西安710121；2.西安邮电大学无线网络安全技术国家工程研究中心，陕西西安710121；3.西安电子科技大学网络与信息安全学院，陕西西安710071）摘要：针对5G-V2X场景中大量车辆执行切换认证的效率问题，提出了一种基于轨迹预测的安全高效群组切换认证协议。首先，通过预测车辆轨迹，提前完成密钥协商协议。其次，通过用户分组算法将具有移动相关性的车辆视为同一群组，再采用无证书聚合签名技术批量验证群组内所有车辆。再次，针对聚合签名技术易遭受拒绝服务攻击的弊端，采用二分查找法快速定位恶意用户，提高群组切换认证协议的效率。最后，利用形式化验证工具Scyther对所提协议进行了安全性分析，与现有最优协议相比，所提协议的计算效率提高了30%。关键词：5G-V2X；群组切换认证；用户分组；无证书聚合签名；Scyther中图分类号：TN918文献标志码：ADOI:10.11959/j.issn.1000−436x.2023136Secureandefficientgrouphandoverauthenticationprotocolbasedontrajectorypredictionin5G-V2XZHANGYinghui1,2,QIANJiale1,2,CAOJin3,ZHENGDong1,21.SchoolofCyberspaceSecurity,Xi’anUniversityofPostsandTelecommunications,Xi’an710121,China2.NationalEngineeringResearchCenterforSecuredWireless,Xi’anUniversityofPostsandTelecommunications,Xi’an710121,China3.SchoolofCyberEngineering,XidianUniversity,Xi’an710071,ChinaAbstract:Aimingattheefficiencyissueofhandoverauthenticationforalargenumberofvehiclesinthe5G-V2Xscena-rio,asecureandefficientgrouphandoverauthenticationprotocolbasedontrajectorypredictionwasproposed.Firstly,theeffectofcompletingkeyagreementprotocolinadvancewasachievedbypredictingvehicletrajectories.Secondly,ve-hicleswithmobilityrelevanceweretreatedasthesamegroupthroughusergroupingalgorithms,andthenallvehicleswithinthegroupwerebatchverifiedusingcertificatelessaggregationsignaturetechnology.Inaddition,toaddressthevulnerabilityofaggregatedsignaturetechnologytoDoSattacks,abinarysearchmethodwasusedtoquicklylocatemali-cioususersandimprovetheefficiencyofgrouphandov...
