V2X旨在通过车与外界的信息交互,来实现道路安全、通行效率和信息服务。车联网又称车载自组织网络(VANET),在通信过程中会面临信息截获、假冒攻击的威胁,这些威胁将会导致到车联网的可用性大大降低,所以,车联网通信的安全是一定要考虑的问题。论文的主要工作包括以下几点:(1)研究了国内外车联网安全通信及密码应用技术现状,包括当前发布的相关标准、制定的相关法律法规、理论与实践研究成果,总结了车联网通信面临的威胁,提出了车联网安全通信的需求。(2)通过研究国内外车联网通信中的密码应用技术,结合具体的车辆网应用场景,设计了一套应用于车联网通信的密码应用体系,包括数字证书体系、车载终端密码应用、路侧单元密码应用和安全管理密码应用。(3)通过研究车联网面临的威胁和分析车联网通信过程中的安全需求,在参考借鉴现有车联网通信协议和其他成熟的通信协议的基础之上,设计了一种具备安全防护的车联网通信协议栈,即V2X安全通信协议栈。V2X安全通信协议栈分为应用层、V2X加密协议层、网络层和接入层。其中,V2X加密协议层是协议栈的安全保障:对数据进行哈希以保证消息的完整性,对数据进行加密解密以保证通信的机密性,签发和验证证书以保证身份的真实性。(4)在模拟环境下实现了V2X安全通信协议栈,包括应用层、V2X加密协议层和网络层的若干接口,对接口的功能以及接口之间的调用关系进行了说明。(5)结合车联网通信应用场景,设计并实现了对V2X安全通信协议栈的测试验证。测试验证分为V2X安全通信协议和密码应用两个方面,每个方面的的测试又分为功能测试和性能测试,根据V2X通信协议栈的功能和性能要求详细设计了测试用例,并对测试结果进行分析。总之,本文通过对车联网通信技术现状的研究,基于已有的车联网通信协议,结合车联网安全通信需求和车辆网应用场景,设计了V2X安全通信协议栈,并对该协议栈的功能和性能进行测试。测试结果表明该协议栈的具有一定通信保密性、消息完整性和网络可用性等功能,对实际物理设备的车联网通信实现具有一定参考作用。