車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)中安全問(wèn)題的研究

車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)（VANET）是自組織網(wǎng)絡(luò)中的一種特殊應(yīng)用，其特點(diǎn)是不需要基礎(chǔ)設(shè)施且通信實(shí)體可以不同的加速度移動(dòng)，這對(duì)建立可靠的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信路徑以及有效的數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生影響。因此，VANET會(huì)面臨很多網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題以及安全挑戰(zhàn)。本文詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)安全的特征、面臨的挑戰(zhàn)，以及外界對(duì)VANET的侵襲，并對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的安全侵襲進(jìn)行了分類(lèi)。

應(yīng)用層處理車(chē)輛數(shù)據(jù)。當(dāng)外界侵襲應(yīng)用層時(shí)，侵襲者可以操縱應(yīng)用獲取或者分析車(chē)輛的特定信息（位置、加速度、數(shù)據(jù)包丟失率等），這些會(huì)使得惡意車(chē)輛探測(cè)得到可信任車(chē)輛未來(lái)的駕駛行為。

傳輸層關(guān)乎到的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題包括消息認(rèn)證、數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加密通信、延遲問(wèn)題以及數(shù)據(jù)包沖突與丟失。VANET中的傳輸層應(yīng)使用因特網(wǎng)模型中的TCP協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

在VANET中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)而呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，因此維護(hù)VANET中某一車(chē)輛的路由是面臨的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。通信車(chē)輛在建立一個(gè)最優(yōu)和高效的路由時(shí)會(huì)廣播信息，該信息會(huì)很容易地被傳輸?shù)狡渌?chē)輛上。在路由過(guò)程中，任何侵襲都會(huì)造成通信和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，因此網(wǎng)絡(luò)層的安全在VANET中扮演一個(gè)非常重要的角色。

鏈路層的侵襲會(huì)中斷該層中協(xié)議之間的合作。IEEE 802.11媒體訪問(wèn)控制協(xié)議采用分布式爭(zhēng)議解決機(jī)制，該機(jī)制基于兩種不同的協(xié)調(diào)功能。一種是分布式協(xié)調(diào)功能（DCF），該功能是實(shí)現(xiàn)完整的分布式訪問(wèn)協(xié)議；另外一種是中心訪問(wèn)協(xié)議功能，也稱(chēng)作點(diǎn)協(xié)調(diào)功能（PCF）。為了解決多個(gè)無(wú)線主機(jī)通道間的沖突，DCF采用帶有沖突檢測(cè)功能的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)。

VANET的物理層常會(huì)發(fā)生安全侵襲的問(wèn)題，如竊聽(tīng)、干預(yù)、拒絕服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)堵塞，對(duì)其進(jìn)行解決的方法是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛之間的可靠信息連接，已有學(xué)者在VANET網(wǎng)絡(luò)中的單方向和全方位傳輸中采用了可靠媒體訪問(wèn)控制協(xié)議。研發(fā)了批處理多播媒體訪問(wèn)控制協(xié)議（BMMM），該協(xié)議可以通過(guò)廣播傳輸中的控制幀來(lái)減少多播傳輸中的沖突問(wèn)題。

刊名：Alexandria Engineering Journal（英）

刊期：2015年第4期

作者：Bassem Mokhtar

編譯：王陽(yáng)