密码服务支撑新基建：5G V2X中的密码

2020年3月4日，在中共中央政治局常务委员会会议上，中央提出要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。新型基础设施，是指发力于科技端的基础设施建设，主要包含5G网络 、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域，涉及到通信、电力、交通、数字等多个社会民生重点行业。

5G作为新基建中投资规模最大的项目，将催生丰富多彩的行业应用，“4G改变生活，5G改变社会”，5G是各行各业创新发展的使能者，5G与交通行业广泛、深度的融合，将催生智能网联汽车万亿级的市场。

智能网联汽车是指通过搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现V2X（注：V2V即车与车、V2I即车与路、V2N即车与后台、V2P即车与人等）智能信息的交换共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。

由于具有低时延、高可靠、高速率的优点，5G将成为V2X信息交互的最佳通讯网络，但要构建安全可信的5G-V2X系统，密码将发挥不可或缺的作用。

在一般的信息系统中，采用密码技术主要保证信息的机密性、真实性、完整性和不可否认性，在5G-V2V系统中，机密性的要求并不高，安全需求主要包括真实性、完整性、不可否认性，以及用户身份的防泄漏。真实性和完整性保护在5G-V2V系统中尤为重要，特别是传递的信息都是关于车辆行驶状态、道路紧急状况时，必须保证消息是合法设备所发出，并且没有被篡改或者重放；同时，为了防止用户身份被泄漏或被追踪，真实性认证时不能直接使用车辆或其所有者的信息。

利用国密算法SM2和SM3，采用数字证书和签名的方法可以满足5G-V2V的安全需求，具体流程如下：
1. V2V车辆申请设备证书，与证书相关的私钥存放在 V2V终端的安全芯片中；
2. 在设备证书的控制下，V2V终端车辆批量申请消息证书，为了防止用户身份被泄漏或被追踪，消息证书只有公钥和签名，没有用户身份信息，属于短证书；
3. V2V终端车辆动态选择消息证书对车辆消息（包括车辆行驶状态、路况信息等）和当前时间进行签名，将当前时间作为签名数据项的目的是为了防止重放攻击；
4. 将车辆原始消息、当前时间、消息签名和消息证书一并通过5G网络发出；接收方通过验证消息证书和签名来确认消息的真实性。