● 摘要
V2G（Vehicle to Grid）即车上网近年来成为智能电网和电动汽车领域的研究热点并获得越来越多的关注。V2G能够减少交通领域温室气体的排放和增加新能源的接入，因此具有很大的研究价值。由于电网及电池技术的进步，阻碍V2G系统成为现实的最根本的障碍已经逐渐被突破。但是，与此同时其他方面的因素也渐渐凸显出来，其中最重要的一个方面就是V2G系统的数据和隐私安全问题。本文首先综述了国内外学者在相关领域取得的成果，V2G通信系统研究作为V2G数据安全的基础，也予以简单介绍。通过研究众多的数据安全机制，并且结合V2G场景的特点，本文认为电动汽车身份认证环节的隐私保护问题亟待解决。因此本文以此作为主要的出发点，分别设计了 “匿名身份认证算法”和“匿名身份认证协议”，在实现匿名认证效果的同时也考虑了其他的数据安全问题，如用户数据机密性和完整性等。“匿名身份认证算法”是基于环签名的改进算法，能够同时满足用户身份合法性的验证和用户隐私的保护。并且可以通过批量认证模式达到较高的计算效率。本文在后续的内容中对所设计的环签名算法进行了安全性分析和计算效率分析。并且通过软件编程的方式实现两种模式下的签名算法，验证签名算法在计算复杂度和计算时间上性能。“匿名身份认证协议”实现参与认证的双方可以在无可信第三方参与的条件下完成可靠的相互认证，并完成临时会话密钥的安全分配，保证数据通信的安全性。本文在后续内容中重点对该认证协议进行安全性分析，并通过OPNET软件验证协议在逐个认证模式和批量认证模式下的网络性能。最后，对论文进行了总结，并分析了本文研究工作中的不足，并对下一步的研究进行了展望。