一种协同认证的方法、V2X平台及存储介质

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种协同认证的方法、V2X平台及存储介质。

随着汽车工业的发展与经济水平的提高，汽车数量不断增多，为提升车辆的智能化管理水平车联网便应运而生，车联网中车辆认证机制是其中重要的技术手段。其中，车辆认证的主要方式有路侧单元(Roadside Unit，RSU)直接认证方式，具体技术方案有：车辆直接向RSU单元发送认证申请，RSU单元验证车辆合法性通过后，向车辆发送密钥信息。这种认证方案当车辆离开当前RSU单元覆盖范围，进入另一个RSU单元覆盖范围时，需要重新发起认证。由于RSU单元的广播覆盖范围最大500m，这将导致车辆在不同RSU单元之间行驶时需要频繁发起认证，同时RSU单元还需要与车辆建立通信，并具有计算和管理能力，增加了RSU单元的通信成本，这在数据量大、时延要求高的V2X(Vehicle to Everything)计算场景下并不能满足要求。

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种协同认证的方法、V2X平台及存储介质，能够避免车辆频繁的认证申请。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种协同认证的方法，应用于V2X平台，所述方法包括：

接收来自车辆的认证申请；其中，所述认证申请中至少包括车辆信息；

基于所述车辆信息与所述RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从所述RSU拓扑结构中确定与所述车辆匹配的至少两个RSU单元；

将所述至少两个RSU单元的密钥信息发送至所述车辆。

本发明实施例中还提供了一种V2X平台，所述V2X平台包括：第一处理器和收发器；其中，

所述收发器，用于接收来自车辆的认证申请；其中，所述认证申请中至少包括车辆信息；

所述第一处理器，用于基于所述车辆信息与所述RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从所述RSU拓扑结构中确定与所述车辆匹配的至少两个RSU单元；

所述收发器，还用于将所述至少两个RSU单元的密钥信息发送至所述车辆。

本发明实施例中还提供了另一种V2X平台，所述V2X平台包括：第二处理器和存储器；其中，

所述第二处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现以下步骤：

接收来自车辆的认证申请；其中，所述认证申请中至少包括车辆信息；

基于所述车辆信息与所述RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从所述RSU拓扑结构中确定与所述车辆匹配的至少两个RSU单元；

将所述至少两个RSU单元的密钥信息发送至所述车辆。

本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述的方法的步骤。

采用上述技术方案，可以将RSU管理信息和计算量大的车辆认证过程放在V2X平台，V2X平台从RSU拓扑结构中确定与车辆信息相匹配的至少两个RSU单元，并一次性的将至少两个RSU单元的密钥信息同时发送给车辆，车辆在这些RSU单元覆盖范围内行驶时无需重新进行认证申请，提高认证效率，避免了频繁认证带来的网络拥塞和资源浪费。

图1为本发明实施例中协同认证的方法的第一流程示意图；

图2为本发明实施例中RSU拓扑结构示意图；

图3为本发明实施例中协同认证的方法的第二流程示意图；

图4为本发明实施例中协同认证的方法的第三流程示意图；

图5为本发明实施例中协同认证的方法的第四流程示意图；

图6为本发明实施例中协同认证场景示意图；

图7为本发明实施例中V2X平台的第一组成结构示意图；

图8为本发明实施例中V2X平台的第二组成结构示意图。

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

实施例一

如图1所示，协同认证的方法包括：

步骤101：接收来自车辆的认证申请；其中，认证申请中至少包括车辆信息；

步骤102：基于车辆信息与RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元；

步骤103：将至少两个RSU单元的密钥信息发送至车辆。

这里，步骤101至步骤103的执行主体可以为V2X平台中的处理器。

这里，V2X是Vehicle to X的意思，X代表基础设施(Infrastructure)、车辆(Vehicle)、人(Pedestrian)等，X也可以是任何可能的“人或物”(Everything)。V2X主要用于提高道路安全性和改善交通管理的无线技术，是未来智能交通系统(ITS)的关键技术，能够实现车与车之间、车与路边设施、车与互联网之间的相互通信。

RSU单元是建立在路边，能获取道路基础设施信息和V2X平台发送的信息，通过广播方式，向覆盖范围内的车辆广播道路、车辆、行人信息的预警提示，提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率。具有时延短、范围广的优点。

车辆可以通过车载终端(On Board Unit，OBU)实现与V2X平台的交互，以及接收RSU单元的广播消息。

实际应用时，该方法还包括：基于多个RSU单元上报的道路基础安全信息(RoadSafety Information，RSI)，建立包含多个RSU单元的RSU拓扑结构；其中，RSI信息中至少包括RSU单元的位置信息。

这里，RSU拓扑结构是根据RSU单元在城市道路交通系统的部署位置和/或道路拓扑建立起来，在道路拓扑的基础上建立RSU拓扑结构，且部署位置相邻的RSU单元在拓扑结构中位置也是相邻的，从而将城市道路交通系统中RSU单元联系起来。

图2示出了一种RSU拓扑结构，其中，RSU1的第一层拓扑关系中包括：RSU0、RSU5、RSU7和RSU9，RSU1的第二层拓扑关系中包括：RSU2、RSU4、RSU6、RSU8和RSU10，RSU1的第三层拓扑关系中包括：RSU3。以这种向外辐射的网状结构，根据RSU单元的位置信息将整个城市中的RSU单元加入RSU拓扑结构中。

实际应用中，RSI信息还包括RSU单元的ID信息，用于标识不同RSU单元。具体的，RSU单元上报位置信息和ID信息到V2X平台，V2X平台根据所有RSU上报的信息，建立RSU拓扑结构，并存储。

这里，V2X平台还存储了RSU拓扑结构中每一个RSU单元的密钥信息，利用RSU单元的ID信息标识和查询不同RSU单元的密钥信息。

实际应用中，车辆信息中至少包括：车辆的位置信息；基于车辆信息与RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元，具体包括：基于车辆的位置信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元。这里，车辆信息可以为车辆上报的车辆基础安全信息(BasicSafety Message，BSM)，BSM信息包括以下至少一项：车辆的位置信息、移动信息、路径信息等。

具体的，V2X平台根据车辆的认证申请验证车辆合法性，合法性验证通过后，V2X平台解析车辆上报的BSM信息并访问存储的RSU拓扑结构。根据车辆上报位置信息，确定与车辆距离最近的RSU单元，再从拓扑结构中确定该RSU单元临近的RSU单元，将确定的所有RSU单元的密钥信息发送给车辆。

如图2所示，车辆驶入RSU1覆盖范围内时，如果还未获得RSU1的密钥信息，车辆向V2X平台发送认证申请，V2X平台根据车辆位置信息确定RSU1距离车辆最近，V2X平台将RSU1以及RSU1的第一层拓扑关系包含的RSU0、RSU5、RSU7和RSU9的密钥信息发送给车辆。

在一些实施例中，车辆信息至少包括：车辆的路径信息；基于车辆信息与RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元，具体包括：基于车辆的路径信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定RSU单元的位置与车辆的路径具有重叠区域的至少两个RSU单元。

具体的，车辆合法性验证通过后，V2X平台解析车辆上报的BSM信息并访问存储的RSU拓扑结构。根据车辆上报路径信息，确定拓扑结构内与车辆路径有重叠的RSU单元，及RSU单元的密钥信息发送给车辆。

如图2所示，车辆路径信息表征车辆的起始位置位于RSU8覆盖范围，终止位置位于RSU6覆盖范围时，确定与车辆路径信息匹配的RSU单元有RSU8、RSU9、RSU1、RSU5和RSU6，将这5个RSU单元的密钥信息同时发送给车辆，如此，车辆在行驶路径范围内无需再向V2X平台发送认证申请。

实际应用中，车辆接收V2X平台发送的至少两个RSU单元的密钥信息，当车辆驶入某个RSU单元的覆盖范围内时，监听RSU单元的广播消息，并利用该RSU单元的密钥信息解析广播消息，获取红绿灯信息和道路事件等预警提示信息。

采用上述技术方案，可以将RSU管理信息和计算量大的车辆认证过程放在V2X平台，V2X平台从RSU拓扑结构中确定与车辆信息相匹配的至少两个RSU单元，并一次性的将至少两个RSU单元的密钥信息同时发送给车辆，车辆在这些RSU单元覆盖范围内行驶时无需重新进行认证申请，提高认证效率，避免了频繁认证带来的网络拥塞和资源浪费。

实施例二

为了能更加体现本发明的目的，在本发明实施例一的基础上，进行进一步的举例说明，如图3所示，协同认证方法具体包括：

步骤301：接收来自车辆的认证申请；其中，认证申请中至少包括车辆信息；

步骤302：基于车辆的位置信息与RSU单元的位置信息进行匹配，确定与车辆距离最近的RSU单元为第一RSU单元；

步骤303：基于第一RSU单元，确定与第一RSU单元相关联的至少一个第二RSU单元；

步骤304：将第一RSU单元和至少一个第二RSU单元的密钥信息发送至车辆。

实际应用中，根据车辆上报位置信息，确定与车辆距离最近的RSU单元作为第一RSU单元。也就是说，当前车辆正位于第一RSU单元覆盖范围内，进一步地，根据车辆的移动方向、移动速度等移动信息确定车辆可能驶入的区域，将该区域内包含的所有RSU单元作为第二RSU单元。

实际应用中，步骤303具体可以包括：从RSU拓扑结构中确定与第一RSU单元具有N层拓扑关系的至少一个RSU单元，N取正整数。

也就是说，仅以车辆位置来确定RSU单元时，将第一RSU单元，以及拓扑结构中与第一RSU单元具备N层拓扑关系的RSU单元作为与车辆位置信息匹配的至少两个RSU单元。

这里，N层拓扑关系包括拓扑关系层数小于或者等于N层的至少一个RSU单元。如图2所示，与RSU1具有1层拓扑关系的有：第一层拓扑关系内的4个RSU，与RSU1具有2层拓扑关系的有：第一层拓扑关系内的4个RSU单元和第二层拓扑关系内的5个RSU单元，与RSU1具有3层拓扑关系的有：第一层拓扑关系内的4个RSU单元、第二层拓扑关系内的5个RSU单元和第三层拓扑关系内的1个RSU单元。

在一些实施例中，车辆信息中还包括：车辆的移动信息，例如，移动方向、移动速度等信息。相应的，步骤303具体还可以包括：从RSU拓扑结构中确定与第一RSU单元具有M层拓扑关系，且与车辆的移动信息相匹配的至少一个RSU单元，M取正整数。

也就是说，在车辆位置信息的基础上，综合考虑车辆的移动信息，以提高密钥信息下发精度。如图2所示，车辆位于RSU1覆盖范围内时，车辆的移动方向为自西向东移动，与车辆信息匹配的至少两个RSU单元包括：RSU1、RSU5和RSU6。若还考虑移动速度时，可以根据移动速度确定RSU单元的数量，例如，当移动速度较快时，获取较多的RSU单元；当移动速度较慢时，获取较少的RSU单元。

实施例三

为了能更加体现本发明的目的，在本发明实施例一的基础上，进行进一步的举例说明，如图4所示，协同认证方法具体包括：

步骤401：接收来自车辆的认证申请；其中，认证申请中至少包括车辆信息；

步骤402：基于车辆的路径信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定RSU单元的位置与车辆的路径具有重叠区域的至少两个RSU单元；

步骤403：将至少两个RSU单元的密钥信息发送至车辆。

实际应用中，车辆向V2X平台发送认证申请时，同时发送了导航路径信息。车辆合法性验证通过，V2X平台根据车辆上报的导航路径信息，访问存储的RSU拓扑结构，将与车辆导航路径有位置重叠的全部RSU单元的密钥信息发送给车辆。车辆按照导航路径行驶时只需要向V2X平台发送一次认证申请，极大的减少了认证申请的次数，减少了网络资源的浪费。

实施例四

为了能更加体现本发明的目的，在本发明实施例一至实施例三的基础上，进行进一步的举例说明。

如图5所示，车辆在进行协同认证时，协同认证系统包括：车辆1、V2X平台、多个RSU单元，例如：RSU1和RSU2。

车辆1利用OBU实现与V2X平台的交互，以及接收RSU单元的广播消息。OBU安装在车辆上的OBU(如智能后视镜、智能车机等)，可以支持Uu通信和PC5通信，一方面通过Uu通信，从V2X平台获取密钥信息，另一方面通过监听PC5广播，解析接收到的RSU广播消息，获取红绿灯信息和道路事件等预警提示信息。

RSU1和RSU2，安装在路侧，支持Uu通信和PC5通信，一方面通过Uu通信与V2X平台建立通信，另一方面通过PC5广播方式，向外广播红绿灯信息和道路事件等预警提示信息。这里，PC5广播是以长期演进(Long Term Evolution，LTE)标准中的设备间(Device-To-Device，D2D)邻近通信服务(ProSe)为基础。采用最新标准制定的PC5接口，可以实现250Kph的高速度和高密度的直接通信，满足V2X场景中消息低时延，高密度的通信要求。

V2X平台，负责将道路信息推送到RSU，并负责管理RSU，同时存储RSU的密钥信息和RSU拓扑结构。

如图5所示，协同认证的方法具体包括：

步骤501：V2X平台接收多个RSU单元上报的RSI信息。

这里，RSI消息至少包括：RSU1的身份ID、位置信息。

步骤502：V2X平台根据多个RSU单元上报的RSI信息，建立RSU拓扑结构，并存储。

步骤503：V2X平台接收车辆1发送的认证申请。

这里，认证申请中还包括了车辆的车辆信息。本发明实施例中，车辆信息为BSM信息，BSM信息包括以下至少一项：车辆1的位置信息、移动信息、路径信息等。

步骤504：V2X平台对车辆1进行身份认证，确定认证通过。

步骤505：V2X平台解析接收到的BSM信息，访问RSU拓扑结构，确定与车辆1相匹配的至少两个RSU单元的密钥信息。

步骤506：V2X平台将车辆1相匹配的至少两个RSU单元的密钥信息发送给车辆1。

为了更清楚的说明认证系统中不同设备的交互过程，图6示出了一种交互场景，当车辆1自东向西驶入RSU1覆盖范围内时，车辆还未获得RSU1的密钥信息，车辆1通过OBU向V2X平台发送认证申请，V2X平台根据车辆位置信息确定RSU1距离车辆1最近，V2X平台根据车辆行驶方向同时将RSU1和RSU2密钥信息都发送给车辆1。车辆1通过OBU接收RSU1和RSU2密钥信息，RSU1和RSU2通PC5广播的方式向外广播红绿灯信息和道路事件等预警提示信息，车辆1在RSU1和RSU2覆盖范围(如：位置1、位置2、位置3和位置4)内可根据预先获得的密钥信息可解析广播信息，以获取红绿灯信息和道路事件等预警提示信息。避免了频繁认证带来的网络拥塞和资源浪费。

采用上述技术方案，在V2X场景，将RSU管理信息和计算量大的认证过程放在V2X平台，V2X平台通过接收的车辆位置信息、路径信息等，一次性将RSU拓扑结构中与车辆有关的所有RSU单元密钥信息发送给车辆，既做到统一管理认证，又提高了认证效率，同时避免了频繁认证带来的网络拥塞和资源浪费；车辆在不同RSU覆盖范围内行驶时，无需重新发起认证申请，实现无缝切换，同时车辆只需监听RSU的PC5广播，无需因认证需要与RSU单元建立通信连接。

实施例五

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种V2X平台。图7为本发明实施例中V2X平台的第一组成结构示意图，如图7所示，该V2X平台70包括：第一处理器701和收发器702，其中，

收发器702，用于接收来自车辆的认证申请；其中，认证申请中至少包括车辆信息；

第一处理器701，用于基于车辆信息与RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元；

收发器702，还用于将至少两个RSU单元的密钥信息发送至车辆。

在一些实施例中，第一处理器701，还用于基于多个RSU单元上报的RSI信息，建立包含多个RSU单元的RSU拓扑结构；其中，RSI信息中至少包括RSU单元的位置信息。

在一些实施例中，车辆信息中至少包括：车辆的位置信息；第一处理器701，具体用于基于车辆的位置信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元。

在一些实施例中，第一处理器701，具体用于确定与车辆距离最近的RSU单元为第一RSU单元；基于第一RSU单元，确定与第一RSU单元相关联的至少一个第二RSU单元。

在一些实施例中，第一处理器701，具体用于从RSU拓扑结构中确定与第一RSU单元具有N层拓扑关系的至少一个RSU单元，N取正整数。

在一些实施例中，车辆信息中还包括：车辆的移动信息；第一处理器701，具体用于从RSU拓扑结构中确定与第一RSU单元具有M层拓扑关系，且与车辆的移动信息相匹配的至少一个RSU单元，M取正整数。

在一些实施例中，车辆信息中至少包括：车辆的路径信息；第一处理器701，具体用于基于车辆的路径信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定RSU单元的位置与车辆的路径具有重叠区域的至少两个RSU单元。

在实际应用中，上述第一处理器可以为特定用途集成电路(ASIC，ApplicationSpecific Integrated Circuit)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal ProcessingDevice)、可编程逻辑装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解的是，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本发明实施例不作具体限定。

上述收发器可以是V2X平台中的射频单元，用于实现信号的接收和发送。例如，收发器用于实现与车辆OBU的Uu通信，与RSU单元的Uu通信。

实施例六

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了另一种V2X平台，图8为本发明实施例中V2X平台的第二组成结构示意图，如图8所示，该V2X平台80包括：第二处理器801和存储器802，其中，

第二处理器801用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：

接收来自车辆的认证申请；其中，认证申请中至少包括车辆信息；

基于车辆信息与RSU拓扑结构中的RSU单元进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元；

将至少两个RSU单元的密钥信息发送至车辆。

在一些实施例中，第二处理器801还用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：基于多个RSU单元上报的RSI信息，建立包含多个RSU单元的RSU拓扑结构；其中，RSI信息中至少包括RSU单元的位置信息。

在一些实施例中，车辆信息中至少包括：车辆的位置信息；第二处理器801具体用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：基于车辆的位置信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定与车辆匹配的至少两个RSU单元。

在一些实施例中，第二处理器801具体用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：确定与车辆距离最近的RSU单元为第一RSU单元；基于第一RSU单元，确定与第一RSU单元相关联的至少一个第二RSU单元。

在一些实施例中，第二处理器801具体用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：从RSU拓扑结构中确定与第一RSU单元具有N层拓扑关系的至少一个RSU单元，N取正整数。

在一些实施例中，车辆信息中还包括：车辆的移动信息；第二处理器801具体用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：从RSU拓扑结构中确定与第一RSU单元具有M层拓扑关系，且与车辆的移动信息相匹配的至少一个RSU单元，M取正整数。

在一些实施例中，车辆信息中至少包括：车辆的路径信息；第二处理器801具体用于执行存储器802中存储的程序，以实现以下步骤：基于车辆的路径信息与RSU单元的位置信息进行匹配，从RSU拓扑结构中确定RSU单元的位置与车辆的路径具有重叠区域的至少两个RSU单元。

在实际应用中，上述存储器可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(RAM，Random-Access Memory)；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(HDD，HardDisk Drive)或固态硬盘(SSD，Solid-State Drive)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器提供指令和数据。

上述第二处理器可以为ASIC、DSPD、PLD、FPGA、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解的是，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本发明实施例不作具体限定。

实施例七

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括计算机程序的存储器，上述计算机程序可由V2X平台的处理器执行，以完成前述一个或者更多个实施例中的方法步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程示意图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程示意图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程示意图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。