车联网直连通信坐标信息保留格式加密算法*

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2025.11.013

信息通信技术与政策 ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (11): 89-96.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2025.11.013

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车联网直连通信坐标信息保留格式加密算法^*

Format-preserving encryption algorithm for coordinate information in V2X direct communication

房骥, 林琳, 于润东, 葛雨明

中国信息通信研究院技术与标准研究所,北京 100191

收稿日期:2025-05-22 出版日期:2025-11-25 发布日期:2025-11-28
作者简介:
房骥, 中国信息通信研究院技术与标准研究所高级工程师、博士,主要从事车联网C-V2X安全通信、身份认证和安全协议测试等方面的工作
林琳, 中国信息通信研究院技术与标准研究所高级工程师、博士,主要从事车联网政策、产业、标准和前沿技术研究等方面的工作
于润东, 中国信息通信研究院技术与标准研究所高级工程师,主要从事车联网C-V2X通信协议、应用功能、安全相关的技术标准、测试验证等方面的工作
葛雨明, 中国信息通信研究院技术与标准研究所正高级工程师、博士,主要从事车联网、自动驾驶、工业互联网领域的网络连接、多接入边缘计算、安全等方面的工作
基金资助:
*国家重点研发计划项目(2021YFB2501000)

FANG Ji, LIN Lin, YU Rundong, GE Yuming

Technology and Standards Research Institute, China Academy of Information and Communication Technology, Beijing 100191, China

Received:2025-05-22 Online:2025-11-25 Published:2025-11-28

摘要/Abstract

摘要：

鉴于当前在车联网(Vehicle-to-Everything,V2X)直连通信过程中,车辆在行驶过程中会不断发送自车位置坐标信息,路侧通信设备会不断广播道路地图坐标信息,而目前V2X直连通信相关协议中缺乏对坐标信息的保护措施,车辆的行驶轨迹和区域地图信息可被外部轻易获取,可能对国家地理信息安全带来潜在风险,因此提出采用基于费斯妥(Feistel)结构和基于杂凑算法的坐标信息保留格式加密算法。试验证明,这两种加密算法均可满足V2X协议对坐标信息编码的需求,加解密性能满足实际应用要求,对V2X直连通信带来的时延可忽略不计。

关键词: 车联网, 坐标, 保留格式, 线性同余

Abstract:

In V2X direct communication, vehicles continuously send their own position coordinate during driving, and roadside communication equipment continuously broadcast the road map coordinate information, but there is a lack of coordinate information protection measures in V2X direct communication protocols, so the vehicle’s travelling trajectory and the regional map information can be easily accessed by external parties, which poses a potential security risk to the national geographic information security. Two format-preserving encryption algorithms based on the Feistel structure and the hash algorithm were proposed to realize the encryption of coordinate information. Experimental results show that the two encryption algorithms proposed can meet the coordinate encoding requirement of V2X protocol. The encryption and decryption performance meet the requirements of practical applications, and the delay is negligible.

Key words: V2X, coordinate, format-preserving, linear congruence

中图分类号:

TP309
TN92

房骥, 林琳, 于润东, 葛雨明. 车联网直连通信坐标信息保留格式加密算法^*[J]. 信息通信技术与政策, 2025, 51(11): 89-96.

FANG Ji, LIN Lin, YU Rundong, GE Yuming. Format-preserving encryption algorithm for coordinate information in V2X direct communication[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2025, 51(11): 89-96.

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图/表 9

参考文献 10

[1]	自然资源部. 自然资源部关于加强智能网联汽车有关测绘地理信息安全管理的通知[EB/OL]. (2024-07-26)[2025-03-24]. https://gi.mnr.gov.cn/202407/t20240729_2853731.html.
[2]	自然资源部. 自然资源部国家保密局关于印发《测绘地理信息管理工作国家秘密范围的规定》的通知[EB/OL]. (2020-06-18)[2025-03-24]. https://gi.mnr.gov.cn/202007/t20200707_2531433.html.
[3]	国家标准化管理委员会. 导航电子地图安全处理技术基本要求: GB 20263—2006[S]. 北京: 中国标准出版社, 2006: 1.
[4]	国家标准化管理委员会. 基于LTE-V2X直连通信的车载信息交互系统技术要求及试验方法: GB/T 45315—2025[S]. 北京: 中国标准出版社, 2025: 33.
[5]	中国通信标准化协会. 基于LTE的车联网无线通信技术消息层技术要求: YD/T 3709—2020[S]. 北京: 人民邮电出版社, 2020: 4.
[6]	Morris Dworkin (NIST), Nicky Mouha (FedWriters). Recommendation for block cipher modes of operation: methods for format-preserving encryption[EB/OL]. (2025-02-03)[2025-03-24]. https://csrc.nist.gov/pubs/sp/800/38/g/r1/2pd.
[7]	陈佳, 彭长根, 樊玫玫, 等. SM4-FPE: 基于SM4的数字型数据保留格式加密算法[J]. 小型微型计算机系统, 2019, 40(6): 1274-1279.
[8]	王鹏. 多类型数据保留格式加密技术的研究与实现[D]. 北京: 北京邮电大学, 2017.
[9]	肖转红. 基于FPE技术的数据库加密算法研究[J]. 电子技术与软件工程, 2022(6): 259-262.
[10]	国家标准化管理委员会. 基于LTE的车联网无线通信技术安全证书管理系统技术要求: GB/T 45112—2024[S]. 北京: 中国标准出版社, 2024: 33.

类型	UPER编码定义	说明
纬度	Latitude ::= INTEGER (-900 000 000..900 000 001)	精度为0.1×10^-6度,范围为±90度 900 000 001表示无效值
经度	Longitude ::= INTEGER (-1 799 999 999..1 800 000 001)	精度为0.1×10^-6度,范围为±180度 1 800 000 001表示无效值
高度	Elevation ::= INTEGER (-4 096..61 439)	精度为10 cm,范围为-409.5 ~ 6 143.9 m -4 096表示无效值

类型	UPER编码定义	说明
纬度	Latitude ::= INTEGER (-900 000 000..900 000 001)	精度为0.1×10^-6度,范围为±90度 900 000 001表示无效值
经度	Longitude ::= INTEGER (-1 799 999 999..1 800 000 001)	精度为0.1×10^-6度,范围为±180度 1 800 000 001表示无效值
高度	Elevation ::= INTEGER (-4 096..61 439)	精度为10 cm,范围为-409.5 ~ 6 143.9 m -4 096表示无效值

	Linux PC	LTE-V2X OBU
CPU主频	Intel Core i5- 1135G7 2.42 GHz 8核	ARMv7 Processor Rev 5 2核
BogoMIPS	4 838.39	2 981.88
内存	16 GB	300 MB

	Linux PC	LTE-V2X OBU
CPU主频	Intel Core i5- 1135G7 2.42 GHz 8核	ARMv7 Processor Rev 5 2核
BogoMIPS	4 838.39	2 981.88
内存	16 GB	300 MB

	基于Feistel结构的保留格式加解密速度/μs	基于杂凑算法的保留格式加解密速度/μs
Linux PC	2.28	1.33
LTE-V2X OBU	9.00	7.58

车联网直连通信坐标信息保留格式加密算法^*

Format-preserving encryption algorithm for coordinate information in V2X direct communication

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[1]	唐绍春, 沈云麒, 蔡国华, 严利冬. 基于车联网路侧数据构建智能网联汽车仿真测试场景库的研究与实践[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(6): 83-88.
[2]	雷凯茹, 余冰雁. 面向车联网的MEC跨域协同技术研究[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(3): 18-26.
[3]	武小芳, 宁华, 孙圣男, 钱康, 房骥, 王新华, 王本海. 关于车联网领域电子认证服务管理的思考与建议^*[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(3): 60-65.
[4]	李伯雄, 于润东, 于胜波, 郭美英. 车联网基础设施系统级测试运维体系研究[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(3): 66-72.
[5]	林方圆, 马利东, 许晨, 朱孔林. 通感一体化赋能车联网:应用前景与关键技术^*[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(3): 9-17.
[6]	李玉峰, 刘奇, 魏亮. 车联网数据安全的若干思考^*[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(2): 2-8.
[7]	康陈, 葛雨明, 龙翔宇, 王晶. 车联网赋能智慧城市新型基础设施融合创新思考[J]. 信息通信技术与政策, 2022, 48(12): 18-24.
[8]	葛雨明, 翁亚红. 车联网先导应用进展研究[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 18-21.
[9]	胡金玲, 赵锐, 房家奕等. 车联网C-V2X 技术演进及产业实践[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 22-31.
[10]	吴冬升, 金伟, 李凤娜等. 车联网跨产业融合创新应用探索[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 32-36.
[11]	覃庆玲, 谢俐倞. 车联网数据安全风险分析及相关建议[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 37-40.
[12]	武晓宇, 余冰雁, 王晶. 多接入边缘计算技术与车联网的融合应用[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 45-49.
[13]	徐秀, 唐明环, 马聪, 于润东. 车联网密码应用体系研究[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 46-51.
[14]	康陈, 郝大雨, 王晓燕, 李璐. 露天矿山智能网联自动驾驶场景与技术研究*[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 52-58.
[15]	王艳艳, 桂丽, 蔡亚芬. 车联网用户数据保护评估研究*[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(8): 68-71.