Efficient lightweight anonymous authentication scheme with certificateless aggregation for VANETs

Abdullahi Yahya Imam

doi:10.1016/j.jisa.2025.104053

2025-06-01

PRE

Abdullahi Yahya Imam

Fagen Li *

DOI：10.1016/j.jisa.2025.104053

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摘要

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物联网（IoT）和车载自组织网络（VANETs）技术的最新发展已在多个方面改善了交通管理和安全。由于VANET通信的独特性质，它们在实现基本安全要求和效率方面仍面临某些挑战。许多研究人员提出了基于证书less聚合签名（CLAS-based）的不同认证方案，作为实现隐私保护认证、完整性、不可链接性和不可否认性等安全要求以及提高VANETs效率的解决方案。然而，大多数提出的方案在某种程度上被证明是不安全的或效率低下。最近，Zhou等人提出了一种使用模糊提取器函数的VANETs CLAS-based认证方案。他们声称其提出的方案实现了多种安全要求。然而，经过全面审查和分析，我们证明Zhou等人的方案易受签名链接攻击，这可能导致VANETs中车辆非法追踪。随后，我们提出了一种基于CLAS的改进认证方案，以缓解发现的缺陷。除了提高安全性，我们提出的方案引入了在计算和能量受限实体中使用预计算值。通常在认证过程之前离线生成的预计算值的使用，使我们的方案能够实现非常轻量级的车辆认证。最终，我们在随机预言模型（ROM）下，在椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）不可解的假设下，证明了我们改进的方案是不可伪造的。此外，我们在假设哈希函数具有强抗碰撞性质的前提下，证明了我们提出的方案能够抵御签名链接攻击。最后，效率分析结果表明，我们的改进方案比其他相关方案具有更好的性能。

Keyword:

Certificateless

Aggregate signature

Vehicular ad hoc networks (VANETs)

Conditional privacy

Elliptic curve cryptography (ECC)

Elliptic curve discrete logarithm problem (ECDLP)