目前，道路安全受到了公眾越來越多的關注，工業界和學術界在減輕交通事故影響方面已經做了很多工作。無線技術的發展給道路安全和交通管理帶來了新的技術手段，多數車輛都配備了無線通信設備。該設備稱為車載單元（OBU），可以和其他車輛、路側設備（RSU）進行通信。
OBU和RSU形成的自組織網絡稱為車輛ad hoc網絡（VANET），通過車車通信實現的應用（如緊急制動警告）可以提高道路安全和效率，以及提高駕駛經驗。新技術的采用帶來了巨大的社會效益，同時也帶來了巨大的挑戰，其中最大的挑戰是如何解決由新技術帶來的安全和隱私問題。如果我們在廣泛部署這種網絡之前不考慮安全和隱私問題，那么VANET吸引人的特點將不可避免地承擔更高的濫用風險。
VANET作為移動自組織網絡（MANET網絡）的一種特殊實現方式，具有許多獨特的功能和應用。首先，節點（車輛和RSU）之間的連接經常是短暫的和一次性的事件；在有限的時間內，兩車之間在傳輸范圍內或者經過幾跳保持連接，這樣導致的結果是車聯網的網絡拓撲結構是高度動態的。此外，VANET是一個巨大的網絡，可能包括數以百萬計的節點（在道路上的車輛和RSU），使得VANET在保證安全性和隱私方面面臨巨大的挑戰，特別是消息的真實性和完整性以及保護與用戶相關的隱私信息，如駕駛人姓名、車牌號碼、車型和行駛路線等信息�，F有的通信安全和隱私保護的研究和解決方案沒有考慮車聯網相關的伸縮性和通信開銷，因此不能有效地應用于VANET。消息驗證是確保信息可靠性的常用工具，但它在VANET中面臨巨大挑戰，當車輛收到大量的信息時，傳統的認證機制可能產生車輛無法負擔的計算開銷，并且有可能給時間要求嚴格的應用（如事故預警）帶來不可接受的延時。另一個挑戰是通信的隱私保護，如不應該被未經授權的第三者獲得車輛的身份、位置和移動軌跡等隱私信息。在本書中，匿名消息認證的概念是將信息的真實性和私密性進行了融合。
本書主要關注VANET中的消息認證和隱私問題，我們首先描述了VANET中安全和隱私問題，以及解決這些問題面臨的挑戰。
第2章描述了VANET中不同設備（OBU和RSU）之間通信的安全和隱私需求。本書確定了最合適的密碼原語，并設計了安全和隱私保護協議。該協議融合了群簽名和基于標識（ID）的簽名來滿足車載通信安全性和私密性的要求。
第3章進一步描述了VANET的隱私保護，即如何有效地應對日益嚴重的撤銷列表而實現有條件的可追溯。在OBU和RSU之間采用基于on-the-fly short-term的匿名密鑰生成技術，本書提出了一種有效的條件隱私保護協議，其特點是通過提供有條件的隱私保護，提高OBU存儲最小化的匿名密鑰和安全信息快速驗證的工作效率。
前言●●●●●●●●●●車載ad hoc網絡的安全性與隱私保護第4章討論了VANET中位置隱私的假名改變策略，即使一個OBU持有大量VANET假名，如果假名沒有在合適的時間和合適的地點改變，則位置隱私仍然受到侵犯。為了使汽車實現高層次的位置隱私，本書提出了一個高效的在聚集點進行假名改變的策略。其中，聚集點是指許多車輛臨時聚集的地方。
隨后，本書采用協作的方法應對復雜的匿名消息驗證挑戰。在VANET中，匿名消息認證協作可以被定義為車輛和RSU一起工作以確保接收信息的完整性，以及驗證消息確實是從合法用戶發出。協作可采取多種形式，例如車輛和RSU或只在車輛之間采用協作的方式。根據組內車輛和RSU角色的不同，可以采取不同的協作方式，例如，VANET中資源豐富的RSU通常被視為可信實體，因為這種RSU一般由政府或服務提供商部署，它們的位置是固定的。這種情況下VANET可以利用RSU的資源和固定位置的優勢實現消息驗證，通過允許資源豐富的和值得信賴的RSU在消息驗證過程中作為主要的處理角色，RSU可以協助車輛驗證它們收到的信息。
對于VANET早期常見的只有車輛之間協作（由于缺少RSU）的情況，車輛可以按照自己的計算能力驗證一定比例的消息并報告檢測到的任何無效的消息。當各單元一起工作時，不必要的消息認證和驗證也可以被最小化。此外，可以根據車載網絡中傳送的消息內容決定是否進行協作，例如所有車輛通信網絡應用中在特定的區域傳播緊急消息是最重要的，向附近的車輛快速地傳播緊急狀態和本地警告消息可以防止發生二次事故，尤其是在能見度不好的條件下（例如大霧的情況）對車輛的安全駕駛很有幫助。在大多數情況下，VANET以多跳傳輸的方式實現緊急消息的傳播，特別是在安裝較少RSU的郊區。在緊急情況下，同一地區的多個感測車輛可以檢測到相同的公共事件，因此充分利用緊急事件交叉驗證的特點可能成為提升VANET整體安全級別的方法。通過收集證人的反饋來交叉驗證緊急事件的方法可以被定義為一種投票機制。該機制最初用于檢測在沒有任何集中安全授權的分布式自組織網絡中行為不端的節點。這種協作往往適用于處理特殊類型的消息，如緊急消息，并且該機制可以移植到VANET中，以提高突發事件認證的整體安全性。
本書將VANET協作認證機制分為四類：RSU輔助認證（第5章）、基于TESLA的認證（第6章）、分布式協作認證（第7章）和上下文感知協作認證（第8章）。對于每類機制，本書引入了相應的消息認證協議，同時還對這些協議的安全性、效率和效益進行了分析。理論分析和仿真結果表明，對車輛通信消息的安全認證來說，協作認證是一種很有前途的、有效的方式。
由于車輛的移動，車輛可以在路旁部署的RSU之間漫游。最后一章討論了在VANET中實現無縫移動的挑戰。通過考慮車載通信網絡的一些固有特性如可預見的車輛移動，介紹了一種基于移動預測的無縫認證方案，實現快速認證，減少認證延遲時間。
本書主要介紹了我們對VANET中匿名消息驗證的研究結果，并且提供了一個綜合性研究及VANET中安全和隱私問題的解決方案。
我們要感謝很多人的幫助，他們有見地的意見和建議，幫助我們更好地提高研究工作水平。特別是，我們要感謝下述研究人員，他們與我們一起為本書所描述的這個令人興奮的研究課題努力：Prof.Xue min(Sherman)Shen,Prof.Pin-HanHo,Prof.HaojinZhu,Dr.ChenxiZhang,XiaotingSun,Dr.XiaoyuWang,Dr.XiaohuiLiang,Dr.TomH.Luan,和Dr.XuLi。與他們之間的討論和合作為這本書打下了基礎。此外，還要感謝IEEE允許我們使用IEEE-版權作品。
加拿大安大略理工大學Xiaodong Lin
新加坡南洋理工大學Rongxing Lu
在提供更多的連接已經成為車輛智能化重要標志的大趨勢下，隨著更多車輛接口的開放和更多接入方式的引入，車輛信息安全和隱私保護成為一個重要的問題。在這個大背景下，《車載ad hoc網絡的安全性與隱私保護》一書對車輛自組織網絡的安全和隱私保護提出了相應的解決方案。本書涵蓋了安全技術、通信技術和車輛工程等學科的知識，專業程度較高，其出版對我國車聯網的應用和發展具有積極的意義，可以為科研人員的研究提供參考。
隨著社會的發展和人們生活水平的提高，汽車已經變成了人們生活中的一部分，隨之而來的交通安全問題也成為世界性的大問題。隨著高速公路的發展和汽車性能的提高，汽車行駛速度也相應加快，加之汽車數量增加以及交通運輸日益繁忙，汽車事故增多所引起的人員傷亡和財產損失，已成為一個不容忽視的社會問題，汽車的行車安全的重要性更加凸顯。雖然汽車行業已經采用各種方法來保證駕駛人的安全，但是如何避免事故發生才是未來車輛安全的討論重點�？梢灶A見，車輛的主動安全性將成為未來汽車安全技術發展的重點和趨勢。
隨著通信技術的不斷發展，在“互聯網+”的時代背景下，人們開始研究車聯網技術在汽車主動安全性領域的應用，近年來已經成為國內外的研究熱點，歐美等國家已經基于80211a協議開發出了專用短距通信（DSRC），即80211p協議，而我國企業主導的LTE-V標準也已經在3GPP成功立項，2016年9月將推出V2V版本。
從目前車聯網的發展趨勢來看，提供更多的連接已經成為車輛智能化的一個重要標志。但隨著更多車輛接口的開放和更多接入方式的引入，車輛信息安全和隱私保護又成為一個重要的問題。在這個大背景下，這本書對車輛自組織網絡的安全和隱私保護提出了相應的解決方案，該書的出版對我國車聯網的應用和發展具有積極的意義，可以為科研人員的研究提供參考。
本書由大唐無線移動創新中心車聯網產品線的徐暉和周巍負責翻譯，前言、1~5章由徐暉負責翻譯，6~9章由周巍負責翻譯。在翻譯過程中得到了機械工業出版社的大力支持，在此表示衷心的感謝。作為一本學術專著，本書涵蓋了安全技術、通信技術和車輛工程等學科的知識，專業程度較高，在翻譯過程中，我們盡可能地保留原著的寫作風格，但是由于自身的水平有限，在翻譯中難免存在不足之處，希望能夠得到讀者的悉心指正。
譯者
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