改進的基于區塊鏈的車載網批量驗證簽名方案*

周 楠 杜紅珍 馬韶怡

（寶雞文理學院數學與信息科學學院 寶雞 721013）

1 引言

車 載 自 組 網（Vehicular Ad-Hoc Network，VANET）通過無線通信技術和物聯網技術可以實現車輛和車輛以及車輛和基礎道路設施之間的高效快速通信[1]，提供信息和娛樂等服務，提高交通效率，減少或避免交通事故。如何提升VANET中傳感器、計算和存儲性能以提供更加安全、高效的服務是研究VANET的首要問題。已有研究大都需要可信機構[2]（Trusted Authority，TA）參與實現身份認證，顯然，這種中心化系統模式不適合VANET的分布式環境。區塊鏈技術[3～7]是以比特幣為代表的數字加密貨幣體系的核心底層技術，被認為是人類發展史上的第五次顛覆式技術創新。其去中心化特性滿足VANET分布式環境數據存儲要求，數字簽名、加密技術可為車輛用戶提供隱私保護。不可篡改特性可以保證數據存儲安全，哈希函數和Merkle樹的特殊結構使得存儲數據便于驗證，提升效率，縮短驗證時間。區塊鏈的可追溯性則為VANET實現追溯認證提供了技術保障。

無證書公鑰密碼體制性能良好，不存在證書管理和密鑰托管問題。已有許多基于VANET的無證書簽名方案[8～15]被提出，但構造時大都使用了大量雙線性對運算和點乘運算，導致成本高、效率低等問題，有些方案[8，11～12]更是無法滿足批量驗證簽名。

最近，Ren等[15]提出了一個基于區塊鏈的車載自組網無證書批量驗證簽名方案，稱該方案可以抵抗無證書簽名方案兩類敵手A1和A2的攻擊，并在隨機預言機模型下給出了相關安全性證明。……