Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri n g (IJ E C E)   Vo l. 8 ,  No. 6 ,  D ece m ber   201 8 , pp.  5268 ~ 52 77   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp 5268 - 52 77     5268       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   A Compu tatio n al Anal ysis of EC C  Based  Novel  Aut henticati on  Scheme  in VANET         Sa chin  P.  G odse ,  P arikshit   N.   M ahall e   Depa rtment  o f  C om pute r  Engi n e eri ng,   Sinhgad   I nstit ute s,   Sm t.   K ashiba i   Nava l e Coll ege of   Enginee ring ,   Sav it rib ai   Phul e  Pune  Univer sit y ,   India         Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ma r   13 , 201 8   Re vised  Jun   4 ,   201 8   Accepte d  J ul   4 , 201 8       A  rec en t  dev el o pm ent   in  th e  ad hoc  net work  is  a  vehicul ar  ne t work  ca l le d   VA NET  (Vehi c ula r  Adhoc  N etw ork).   Intelli g e nt  Tra nsport atio n  S y stem  is  the   Int el l ige nt  appl i ca t ion  of  VA NET .   Due  t o  open  nat ur e  of  VA NET   at t ac ker   c an  l au nch  var ious  kin d  of  a tt a ck.  As   VA NET  m essage s  are  de al  with  ver y   cru c i al   informati on’s   which  m a y   sav e  th e  li f e  of  pa ss enge rs  b y   avoi ding   acci d e nts,  save   th e  t i m e  of  peop le   o n  a  tri p ,   ex cha n ge  of  se cret   informati on   etc.,  bec ause   of  this   sec urity   is  m ust  be  in  the   VA NET.   To   ensure   th e  high e st l evel  of  se cur i t y   the ne twork  s hould  be  fr ee fro m   at tacke rs,   the re  b y   all  info rm at ion  pass  am ong  nodes  in  the   net work  m ust  be  rel i abl e   i. e .   should  be  or igi nated  b y   an  a uthe ntica te d  nod e.   Authen ticatio n  is  the   first   li ne  of  sec ur ity   in  VA NET;   it   a voids  nonre gistered  vehi c le   in  t he  net work.   Previous  rese ar c h  come  up  with   som e  Cr y ptogr a phic ,   Trust  b ase d,   Id  b ase d,   Group  signat ure   base d  aut h ent i cation  sche m es.   A  spee d  of  aut hen t ic a ti on  and   priva c y   pr ese rva ti on  is  important  par amete rs  in  V AN ET   aut hen ti c at ion .   This   pape r  addr esses  the   computa ti on al   an aly sis  of  au the ntica ti on  sch emes  base d  on  ECC.   W e  sta rte d  an aly s is  from   compari ng  pla in  ECC  with  o ur  proposed  AECC  (Adapt ive   El li p ti c  Cur v e  Cr y ptogr aph y )  and  EE CC   (Enha nced   El li p ti c  Curv e  Cr y ptogr aph y ).  The   result   of   ana l y s is  shows  proposed  sche m es  improve  spee d   and  se c urity   of  aut h ent i ca t ion.   In   AEC C  ke y   siz e  is  ada pt ive   i.e.   d if fer ent  size s  of   ke y s  are  gene r a te d  during   ke y   gene ra ti on  phase .   Thr ee   ran ges  are   spec if ied  for  ke y   siz es  sm al l,   la rg e  and  m edi um .   In  EE CC  we  adde d   an  ext ra  p ara m e te r  during  tr ansm ission  of  infor m at ion  from   the   veh icle  to  RS U  for  ke y   g ene ra ti on.   Sche m es  of  aut hen tications  are  eva lu at ed   b y   co m par at ive  an alys is  of  ti m e  r equ ire d  for   aut h ent i ca t ion  and   ke y   bre aki ng   po ss ibi li ties of  k e ys used  in   aut h entication.   Ke yw or d:   AECC   Au t hen ti cat io n   ECC   EECC   VANET  sec ur i ty   Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Sachin  P. G ods e ,    Dep a rtm ent o f C om pu te r  E ng i neer i ng, S i nhga d In sti tutes,   Sm t. Kas hib ai   Nav al e C olleg e of E ng i neer i ng,   Savitribai  Phul e Pune  U niv e rs it y, Pu ne   41 1041 , In dia .   Em a il :  sachin.gd s @ gm ail.co m       1.   INTROD U CTION     The  ve hicular   ad   hoc  netw ork  (VA NET )   is  a  s ub  ty pe   of  M AN E T   (Mo bile  Adh oc  Netw ork ).  Mov i ng   veh ic l es  and   sta ti ona ry  RSU  act   as  nodes  in  the  netw ork.   It  is  rising   a rea  of  researc h.   It  prov i des   intel li gen t  tran sp ort at ion   m anag em ent   by  i m pr ov in g  safe ty   in  dr iv in g,   t raffic   op ti m iz a ti on ,  a nd   c om fo rt  i n  dr i ving to  driv er/o wn e r.   E ach  veh ic le   in  the  netw ork  can  sen d  a nd   r ecei ve  m essages  by  O n  Boa r d  U nit  (O B U)   and   e quip ped  with  Eve nt  D at a  Re cor de r,   GP S ,  Tr us te d  com po ne nt  et c.  The  Roa ds id e  Un it s  (RSU)  is  respon si ble  f or  broa dcasti ng  s afety   m essages  per i od ic al ly .  Com m un ic at io n  in   V ANET  m ai nly  ta kes  pl ace  in  th ree  di ff e ren t   ways V 2V  (V e hicle  to Vehicl e), V 2I   (Vehicl e to infra struct ur e ),  a nd  I2I (I nfrastr uctu re to I nfrastr uctur e ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec & C om p  Eng   IS S N: 20 88 - 8708     A Co mputatio nal A na ly sis  of  ECC  based No vel  Au the nticat ion   Sc hem e  in VAN ET   ( Sac hin  P . Go ds e )   5269   Du e  to  a n  op e nn e ss  of   VAN ET,  outsi der   nod e s  can  enter   in  to   the  network.  Secu rity   is  a  big ger  chall enge  in  VANET   [ 8] .  A  at ta cker   no de  can  car ry  di ff ere nt  at ta cks   to  disturb  the   wo r king  of  ne twork .  Con si der i ng  these  s ecu rity   pro blem s,  pa rtic ipate d  no de  i n  the   ne twork   m us t  be   tru ste d  by   pro pe r   authe ntica ti on .   Be cause  of  dy nam ic   natur e  of  net wor k  veh i cl es  are  ver y  le ss  tim e  to  est ablish  c omm un ic at ion   with eac h othe r  a nd to  RS U.    Ti m e  req ui red  for  c om m un icati on   al s o  af fe ct   the  ef fecti ve ness  of  c ommun ic at io n  i n  V AN E T.  Thi s   pap e r  first  a ddr esses  a  propos ed  sc hem e  and  it s  var ia ti on  to   i m pr ove  ti m e  and  secu rity   of  authe ntica ti on,  ove r   tradit ion al   sc hem e  li ke  RSA.   In  analy sis  pa rt,  we   im ple m e nted  plain  EC C  in  V ANET  and  com par e  with  ou r   pro po se d  s che m e  i m pl e m ent at ion   i.e.   A ECC   an d  EECC .   In   t his  pap e r  s ect ion   1  a ddre ssed  basic  of  VANET .   Sect ion  2   giv es   relat ed  wor k  done  in th e   A uth entic at io n   of   VANET . S ect ion   3  giv e s p r opose d novel schem es.   Sect ion   4  gi ve s  com pu ta ti on a l  analy sis  on   the  basis  of   res ult  recorde d  in   Vsim   (V AN E T  Si m ulator).  Sect io n  5  c on cl ud e s th e p a per .   VANET   sce na rio   is  as  sho w n  in  Fig ure  1.  It  g ives  dif fer e nt   ty pes  of  co m m un ic at ion .  As  sho wn   i n  the  fi gure  ve hicle   can  c omm un ic at e  with  ot her   ve hic le   vi a  V 2V  com m un ic at ion ,   veh ic le   can  c omm u nicat e  with  inf rastr uc ture  (RS U)   thr ough  V 2I  com m un ic at i on,  ve hicle   can  com m un ic at e  with  ro a d  side   infr a struct ur e  usi ng V2R c omm un ic at ion  [1]. Ve hicle  to se ns or c omm un ic at ion  is  de picte d by V 2S.               Figure  1.   S yst em   arch it ect ur e  in VA NET ’s        2.   RELATE D  W ORKS O N A UTHENTI C A TION I N V A NET    Table  1  s how   the  detai le d  s urvey  of  resea rc h  in   V A NET   their  st rength ,  weakness   an d  fu t ur e  sco pe   of   re searc h.   Lit eratur e  s urvey  sh ows  that  ove r  al l  tim e  req uired   f or  d ig it a l  signat ur e  gene r at i on  and  ver ifica tion  of   m essage   in  V2V  comm unic at ion  req uire s  m ore   tim e  in  som e  sche m es,   which  degr ade s  per form ance  of  net work.   I n  so m e   schem es  securi ty   can  ham per ,  If  CA,   RA   or  RSU   com pr om ise .  Sp ace   re qu ire d  sto ring  pri vate  key s  a nd   certi ficat es  al so   are   an  iss ue  i n  s om e  sche m e .  Ti m e  r equi r ed  for  waiting,   p ac k et   ac c essing  and   dec ision  ta k ing  i s  al so   aff ect  on  per for m anc e.   W e   f ou nd  that,   the re  i s  nee d  of  m or e   resea rch   in   au thentic at ion  of   V ANET  t o  i m pr ov e  authe ntica ti on   sp ee d  a nd secu rity  in  V A NET .                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N :  20 88 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   5268   -   5277   5270   Table  1.   C om par at ive  An al ysi s  of   E xisti ng Authe ntica ti on   S chem e  in V A N ET   Ref erence   Sch e m e   Streng th   W eakn ess   Fu tu re  Sco p e   [ 9 ]   2016   A Hie rar ch ical  Pr i v acy   Preservin g   Pseu d o n y m o u s  Au th en ticatio n  Pr o to co l f o r  VANE T   1 .  No  need  of  sto rage f o r   s to ring  a  lar g e  p o o l o f  ps eu d o n y m s .   2 .  Certif icate Revo catio n  L ist (CR L)  i s n o t  requ ired.   3 .  Inf o r m atio n  is s ecured  as co m p a re d  to  serv er.   1 .  CA, RA  or RS U  can  co m p ro m ise  wh ich  can  re su lt in sch e m e  f ailu re.   1 .  Au th en ticatio n  pro cess   sp eed can  i m p rov e .   2 .  Tr u st v alu e of  CA,  RA  an d   RSU can  be u sed  t o  f in d   co m p ro m ise n o d e.   [ 1 0 ]   2016   Secu rity Enh an ce m e n t in  Grou p  Based  Auth en ticatio n   f o r  VANE T   1 .  Prpo sed  f ra m ew o rk is secu re  an d   p reser v es  p rivac y .   2 .   No  need  to sig n  m e ss ag e in V2 V   co m m u n icatio n  w h ich  leads  to f aster  au th en ticatio n .   1 .  Sig n atu re  g en er atio n  and   v erifi catio n  of   m es sag e  requ ires  m o re  ti m e  which   d eg rades p erfo r m a n ce of   n etwo rk.   1 .  I m p rov e m en t in  Dig itial  sig n atu re  p rocess .   2 .  Ca n  i m p rov e pr o cess  of   au th en ticatio n .   [ 1 1 ]   2016   Veh icu lar  Au th en t icatio n   Secu rity Sch e m e ( VASS)   1 .  Req u ired less  co m p u tatio n  ef f o rt  as  co m p a red to  oth er  m e th o d s in  has h   f u n ctio n   2 .  Secu rit y  is pro v i d ed  with p rivacy,  au th en ticatio n  and   Sy b il atta ck   d etectio n .   1.   It  n o t con sid er  v eh icle to  in f rastructu re  co m m u n icatio n   1 .  Veh icle to  Inf rastructu re  au th en ticatio n  can be  p o ss ib le.   [ 1 2 ]   2016   Secu re  an d  dis trib u ted   certificatio n  sy ste m   architectu re  f o r  saf ety   m e ss ag e auth en tic atio n  in  VANE T   1 .  False  p u b lic - k ey  cer tif icatio n  is  av o id ed .   2.   D istrib u ted  cer ti f icatio n  sy ste m   wit h   h ig h  secu rity .   3 .  Each RC A  dele g ates su b o rdin ates RSUs   f o r  th e Certif icate  m a n ag e m en t  an d   h en ce increasin g  it s av ailab ility  f o r  th e  v eh icles.   1 .  Lar g e  sto rage r e q u ired to   Each ve h icle f o r  k ey s an d   certificate.   2 .  Hig h  tr an s m iss i o n  r an g e  requ ired to  tr an s m i t vario u s  saf ety   m ess ag es.   1 .  b y  r ed u cin g  the k ey  sizes   sp eed o f  auth en tic atio n  can  in crea se .   [ 1 3 ]   2016   A Secure  and  E f f icien t V2V  Au th en ticatio n  M eth o d   in   Heavy  Tr af f ic  Env iron m en t   1 .  Accele rates  m es sag e pro cess in g  by  sen d in g  a  lo w data vo lu m e  f o r   Co m m u n icatio n  in area s o f  heav y   traff ic.   2 .Blo ck s replay  att acks  by  ch ecki n g  t i m e  sta m p s   1 .  Veh icle to in f ras tructu re  co m m u n icatio n  no t  co n sid ered.   1 .  Veh icle to  Inf rastructu re  au th en ticatio n  can be  p rov id ed .   [ 3 ]   2014   An  adv an ced s ecurity  sch e m e  b ased  on  clus tering  and  key  d istrib u tio n  in v eh i cu lar  ad - h o c netwo rks   1.   Ad v an ced s ecure s ch e m e bas ed  on   Clu sterin g  and  Key  Dist ribu tio n   (SCKD)  a m o n g   m e m b ers  an d  clus ter - h eads  in VANE T.   2.   Secu re  en d  to en d   co m m u n icatio n   sch e m e.   1.   Req u ired  m o re  m e m o ry to   sto re  k ey s,  cer tif ic ates etc.   2.   Lar g e t raff ic ov erhead   3.   If  CA f ail all  n etw o rk will  f ail.   1.   On  r o ad  sto rage te r m in als  are  in stalled  to sto r e ever y   v eh icle secure data .   2.   CA replica  which   wo rk  wh en   p ri m a ry CA  f ails.   [ 1 4 ]   2014   Thresh o ld  Cry p to g raph y - b ased  Gr o u p  Auth en ticatio n   (T CGA )   1.   Allev iates th e eff ect of  battery   ex h au stio n  attack   2.   Take less co m p u ta tio n al ti m e as   co m p a re  to   GA.   3.   TCGA sch e m e is  l ig h t weigh t and   scalab le,  b est su ite d  f o r  IoT .   1.   No d es  are  statio n a ry  need  to  ad ap t as per V AN ET   scen ario.   1.   Can  be adap tin g  f o r  d y n a m ic net wo rk s cenario .   [ 1 5 ]   2016   Distrib u ted  Ac cess  Co n trol  an d  Auth o rization   m o d el  f o r  IoT   1.   The lo cal dev ice a ccess ti m e  and   re m o te dev ice  acc e ss  ti m e  requ ires  n early  s a m e  a m o u n t  o f  ti m e .   1.   Ho p  by  h o p  co m m u n icatio n   is n o t con sid ered.   1.   Can  be  m o d if y in g  f o r  v eh icle and  RSU  Au th en ticatio n .   [ 1 6 ]   2013   Iden tity  Auth en tic atio n  and   Cap ab ility  b ased  A ccess  (I ACAC )  Co n trol f o r  th e  Internet o f  T h in g s   1.   It  p resents  an in teg rated app roach  of   au th en ticatio n  and   access co n trol f o r  IoT dev ices.   2.   It  d ef en d  attacks  like Do S,  m an - in - th e - m id d le  and  r ep la y   attacks  ef f icien tly   an d  ef f ectiv ely .   1.   Co m p lete  I n terop e rability  n eed to  i m p rov e.   2.   Sch e m e  co n sid ered on ly   IOT  s cenario  f o r  au th en ticatio n .   1.   Need to  adap t as p er  th e  VANE T  Req u ire m en t.   [ 4 ]   2009   Secu re  V2 V  Co m m u n icat io n   W ith  Cert if icate R ev o catio n s   1.   Ad d resses th e pro b le m  of  acc ess   to   revo catio n  inf o r m a tio n  us in g  a  co n ce p t  called f resh n ess .   2.   Red u ces th e sto rage r eq u ire m en t at  the  OBU an d  pro v id es a con stan t  ti m e   alg o rith m .   1.   If  the cer tif icate  of  the CA is  co m p ro m ised  then   f resh n ess   ch ecks  sh all no t work   2.   The Co S decreas es as th e  rate  o f  r ev o catio n  i n crea se.   1.   Private an d  Pub lic  k ey  is  g en erate d  by  in d iv id u al  n o d e and  jus t get v erifi ed   b y  tr u sted  serve r.   2.   Dy n a m i c  f resh n ess  check   th resh o ld     [ 5 ]   2013   A Categ o rized  Tr u st - Bas ed   Messag e Rep o rting  Sche m e  f o r  VANE Ts   1.   A cate g o rized dec e n tralized trust   m a n ag e m en t  an d  e v alu atio n  sch e m e  f o r  n o d es   2.   Ro le - b ased  tr u st a n d  exp erience - b ased   trus t is integ rated,   3.   Deter m in e the d eg ree  o f  tr u stwo rthin ess   o f  a  n o d e’s.   1.   It  o n ly  con sid ers c u rr en t  m e ss ag e details  no t his to ry   2.   Pig g y b acki n g  no t  au th en ticated   1.   Pig g y b ack,  m ess ag es an d   n o d es h isto ry  can be u sed   f o r  p en alty  or tr u st  bu ild in g   2.   Ded icated task  to  RSU.   [ 6 ]   2014   A  so cial netwo rk a p p roach  to  trus t  m an ag e m en t i n  VANE Ts   1.   No v el vo tin g  sch e m e ,  eac h  veh icle h as  d if f erent vo ti n g  weigh t accordin g  to its  d istan ce fro m  the e v en t.   2.   The v eh icle which   is clo ser to th e eve n t  p o ss ess es h ig h er  w eig h t.   1.   Ti m e  is issu e in w aitin g  f o r  p acket access in g  or decisi o n   tak in g .   2.   Pig g y b acki n g  delay  o r  f o rgery  so u rce   1.   Au th en ticate so u rce  o f   p ig g y b acki n g   2.   Alg o rith m  to selec t ti m e   d elay  f o r  p acket ac cess in g   o r  d ecisio n  takin g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec & C om p  Eng   IS S N: 20 88 - 8708     A Co mputatio nal A na ly sis  of  ECC  based No vel  Au the nticat ion   Sc hem e  in VAN ET   ( Sac hin  P . Go ds e )   5271   3.   PR O P OSE D WOR K   Ob se r vation   m ade  from  p rev i ou s  r es earc h  a bout ECC  base d  a uth e ntica ti on .     3.1.   ECC  Dis advantages :   a.   ECC  incr eases   the size   of  t he e ncr y pted  m essage si gn i fican tl y  m or e than  RSA e ncr y ptio n.   b.   Most  ECDS A  i m ple m entat io ns   re quire  a  se cur e  rand om   gen erat or   -   if  th e  sam e  ran dom   value   is  re use d  (for dif fer e nt  pl ai ntext)  the n  t he pri vate k ey   par am et er can   si m ply be calcula te d;   c.   ECC   is  m uch   m or e  eff ic ie nt  than  RS A  f or   s ign at ure  ge ne r at ion   an d  dec r ypti on ,  bu t  it ' s  sti ll   m uch   slow er  than sy m m et ri c algori thm s;   d.   Ty pe of  c urve   and cu r ve para m et er ag reem ent is re quire d  i n  ECC  al gorith   Fr om  p re vious   researc h   s urve y, we f ound th at , th ere  is ne e d of m or e rese arch   a.   To pro vid e  fast er a uth e ntica tio n i n V ANET  with  pr ese r ving sec ur it y re qu irem ents.     3.2.   Prop os ed  Fr am ew ork:   Figure  2  s how s  the  fr am ework   for  pro pose d  w ork.   It  sho ws  th ree  dif fere nt  authe ntica ti on   sc hem es  for  V ANET  fir st  on e  is  plain  ECC /  Ba sic   E CC   al go rithm .  The  sec ond  bl ock   s hows  A da ptive  ECC   al gorithm ,  and   t he  thir d  blo c k  s hows  En han ce d  EC C  al go rit hm .  Table  2  gi ves   te rm s  us ed  f or   AECC  a nd  EEC C  al gorithm .           Figure  2. Fr am ewor k  f or  propose d  a uth e ntica ti on   wor k       Table  2.   T erm s U se d for  Algo rithm   Ter m s/No tatio n s   Meanin g   P   Key  po o l   Ts   Ti m e  slo t.(  R e - g en erate  ke y s af ter  every Ts  seco n d s)   G   Key   Gen erator   m , a ,b   Un iq u e para m ete rs   K   Key s   Pu   Pu b lic key   Pr   Private k ey   Vc   Cu rr en t veh icles   NR   n eig h b o r  RSU   Ks   Key  si ze   Kx   n ew Ke y   Us   Pu b lic key  serv e r   Re   Verify  –   S y b il att a ck ,  replica  attack       3.3.   ECC  B as ed  Authen tica tio n:  Authen tica tio n U sin g  El li pti c C ur ve Cry p togr ap h y   3.3.1.   El li pt ic   Cu r v e  Crypt ogra phic  Algor ithm  (EC C)   ECC   is  an  al te rn at ive   m echan ism   fo r  im plem enting  public - key  c rypto gra ph y.   Fig ure  3   sh ows   el li ptic  curve   wh ic h  is c onsidere d for ECC   al gorithm .   The  e quat ion o f  a n  el li ptic cu r ve  is  giv e n  as ,    y2 = x3 +a x  + b [ 7]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N :  20 88 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   5268   -   5277   52 72   Term s that will  b e  us e d  i n  Cry ptogra phy usi ng ECC ,     E - > Ell ipti c Cu rv e     P - > P oin t  on th e cu rv e   n - > Ma xim u m  l i m i t ( This s houl d  be  a  pr im e n um ber  )           F i gu r e   3.   E l l i pt i c   c ur ve       3.3.2. Ke y Ge nera tion   It  is  fr st  sta ge  wh e re  public  and   pri vate  key   is  gen e rated .  The  m essage  is  encr y pted  by   receive r  pu blic  key  and  the   recei ve r  is  decr y ptin g  m essage  by  it s  own   pri vate  key.  Ra ndom   nu m ber ‘ d’  sel e ct ed  wit hin   t he   ra ng e   of ‘n’ . Usin g  t he follo wing e qu at io n Pu bli c  key w il l be  gen erate    Q = d *  P    Wh e re:    d = the  ra ndom  n um ber  t hat h a s b ee n  sel ect e d wit hin t he ra nge  of (1 to  n - 1).    P = the  po i nt on  the c urve.     ‘Q’ is t he publi c k ey  a nd‘ d’  is  the  pr i vate k e y.      3.3.3. E ncry pti on   Let  ‘ m ’  be  the   m essage which  w a nt to sen d.  Ths  m essage is  r e pr ese nted  on  the c urve.  Th i s h as  in - de pth  i m ple m entat io n detai ls.    Con si der ‘m ’  ha s the  point ‘M ’ on t he  c urve  ‘ E’.     Ra ndom ly  sele ct  ‘ k’  from  [ 1  –   (n - 1)] .   Tw o  ci pher  tex ts wil l be  ge nerat ed  le t i t be C 1  a nd C2 .    C1 = k*P     C2 = M +  k*Q   C1 a nd C 2 wil l be  sen d.      3.3.4.   Decr ypt ion:    We  hav e  to get  b ac k  the  m ess age  ‘m ’  that w as send t o us,    M = C2 – d* C 1    M i s the  or i gina l  m essage that  w e  ha ve  se nd.     3.4 .   AEC C ( A da p tive  El li pt ic  C ur ve Cr yptogr ap h y)  Bas ed Authe nt ic ati on   AECC  is  var ia ti on   in   ECC .  I n  this   us i ng  a n  ada ptive  key  s iz e  al gorithm   var yi ng  keys   ar e  ge ner at e d.  This  al go rithm   us es   the  ra ndom   key  siz e  w her e   no  at ta ck er  ca n  gu es s,  t he  key  siz e  at   the  cu rr e nt  ti m e,  a nd   fail s to  br eak it. In  this k ey  sizes are v ary afte r  ever y de fine d t i m esl ot.  Wh e n  an  at ta cker  tr ie s to  gu ess the  k ey   to  br ea k  the  syst e m ,  as  the  E CC   is  stron g  e nough  this  do e s  no t  ha ppen  e asi ly .  But  wh en  an  at ta cker   s uccee ds   to do so , becau se of the  ad a pti ve key  size ( A KS )  alg or it hm , th e  key is  no longe r  r el e van t   to that att acke r .      Algori th m/ Ps eudo co de  fo r   AEC C  b as e d  au t hen tica tio n [2]:   Inpu t:     G,  { Ts}, { Ks,  P}, { V}   Out p ut:   Ra ndom _K ey s,  Acce ss  Gr a nt ed/Re j ect ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec & C om p  Eng   IS S N: 20 88 - 8708     A Co mputatio nal A na ly sis  of  ECC  based No vel  Au the nticat ion   Sc hem e  in VAN ET   ( Sac hin  P . Go ds e )   5273       3. 5 . EE CC (E nhanced El li p tic C urve  C r yptogr ap h y)  B as ed  Authe nt i cat i on   En han ce d  EC C  al go rithm   is   extend e d  ve rs ion   of  AECC.  In   this  an  e xtr a  par am et er  is  add e d  du rin g  the  transm issi on   of  inf or m at ion   from   the  vehi cl e  to  the  RS U  f or   key  ge ne rati on.  These  a dd it io nal  par a m et ers  giv e  t he  i nform at ion   ab out  the  veh ic le   I D,  an d  t he  lo cat ion   of  the   vehi cl e  from   the  RSU,   an d  t he   othe r   veh ic le . T his  algorit hm  p rovid es r e plica  and  Sybil  att ack  de te ct ion  alo ng  with a uth e ntica ti on .      Algori th m/ Ps eudo co de  fo r   EE CC  B as ed   Au t hen tica tio n [2]:   Inpu t:     G,  { V}, {Ts} ,   {Ks,   P}   Out p ut:   Detect  A tt ack ,   Access  Grante d/Reject ed             4.   COMP U TAT IONAL  ANA LYSIS  OF  E CC &  AEC C   The  a naly sis  is  carrie d  ou t  by   i m ple m enting  ECC   an d  A ECC   in  V sim   (V AN E T  Sim ulato r ).   Vsim   is  j ava   ba sed   sim ulator   f or  Test ing,  An al yz in g,  an d  im ple m enting   diff e re nt  prot oco ls  i n  VANET.   W e   can   add,   create ,  m od ify   scenari o  in   sim ulator .  Vsim   pr ov i de  diff e re nt  pac kag e s  f or  c reati ng  V A NE T  en vir on m ent.  We   can  loa d  m ap  of   dif fer e nt  ci ti es.  W e  ca n  load  dif fer e nt  s cenari os   f or   s a m e  m ap.   Figu re  4  s hows  m ap  of  NewY ork_n oT S.x m l  is  load  on   the  VANE T   Si m ulator.   S i m i la rly   we  ca n  load  a  m ap  of   Be rlin_n oTS . xm l   or   Pu e bla_ noTS. xm l on  the  sim ulator.   Or g e ne r at e n ew  m ap  as p e r   re qu i rem e nt.     Figure  5  sho w s  uploa ding   of   Ne w  Y ork  road   sce na rio  wi th  2500  slo w   a nd  25 00  fa st  ve hicle s  with   100m   co m m u nicat ion   r an ge.   Road  side  un it s  are  within  500m   rad ius  c omm un ic at ion   range.  Veh ic l es  are  sh ow n  by  sm a ll   black  do ts  a nd   gr ay   col or   ci rcle  is  us ed  for  RSU.  Fig ure  6  sho ws  ve hicle   com m un i cat ion  distance.  Ve hicle s  are  sho wn  by  blu e  dots  and   blu e  ci rcle  show  t he  com m un ic at ion   range  of  veh ic le .  Eac h  veh ic le   eq uipp ed  with  on -   board   unit ,  an d  ever y  ve hicle   ha s  W i - Fi  or   int ern et .  Veh ic le s   hav e  com m un ic at ion  range  of   100m .  So  ve hicle   c an  c omm un ic a te   with  each   ot her   a nd  with  RSU.  Fig ur e  7  shows  inf orm at ion  about  ve hicle s  on   t he  m ark ed   path.   I nfor m ation   c on ta in s  th e  Nam e,  le ng th,  Ma x  sp ee d,   Lane/dir ect ion,   sta rt  locat ion ,  destinat ion   loc at ion,  current  s peed,  Trav el   ti m e,  Trav el   dista nc e,  known  veh i cl es,  known  m essages ,   fail ed  f orwa rd  m essages, k nown p e nalti es etc .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N :  20 88 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   5268   -   5277   5274       Figure  4.  Ma p l oa ding  on  VANET  sim ulator           Figure  5.  Sce na rio u plo a ding  in  m ap       Figure  6.  Ve hi cl e  com m un ic at ion   range       Figure  7.   Ve hi cl e’s  in form at i on on m ark e d  s treet       Figure  8  s how s  gr a ph ic al ly   analy sis  of   tim e   required   for  ECC   and   AEC C  fo r  a uth e ntica ti on   wit h  resp ect ive   it er at ion .  I n  case   of  ECC   sam e  key  is  us ed   f or   each   it erati on,   an d  for  a da ptive  key  sel ect e d  fr o m   sm a ll ,  la rg e  or   m edium  gr ou p  of   key  siz es.  Gr a ph  shows  t hat  as  com par e  to  ECC ,  AECC  req uir ed  le ss   tim e.   So   AECC  is  fa ste r  tha n  ECC .   Fig ur e   9  sho w s  that  nu m ber   of  ve hicle   aut he ntica te d  by  A ECC   per  sec ond  a re   m or e  than  EC C.   Table  3   s ho ws   ECC   a nd  AECC  tim e  req ui red   f or   a uthe ntica ti on .  Tab le   4  s hows  nu m ber   of  veh ic le  a uth e nt ic at ed  us i ng E CC  an d A ECC .            Figure  8.  Tim e  r e qu ire d f or   A uth e ntica ti on       Figure  9.  N umber  of  veh ic le s  authe ntica te d p er s ec ond   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec & C om p  Eng   IS S N: 20 88 - 8708     A Co mputatio nal A na ly sis  of  ECC  based No vel  Au the nticat ion   Sc hem e  in VAN ET   ( Sac hin  P . Go ds e )   5275   Table  3.   ECC   and AE CC  Ti m e  Re qu ire d  f or  A uth e ntica ti on   ECC   AECC   Iter atio n   Alg o rith m   Ti m e   Iter atio n   Alg o rith m   Ti m e   1   ECC   1924   1   AECC   1007   2   ECC   1925   2   AECC   1009   3   ECC   1854   3   AECC   1020   4   ECC   1800   4   AECC   1110   5   ECC   1688   5   AECC   1054   6   ECC   1869   6   AECC   1089   7   ECC   1846   7   AECC   1245   8   ECC   1789   8   AECC   1072   9   ECC   1966   9   AECC   1100   10   ECC   1854   10   AECC   1054       Table  4.   N um ber   of   Ve hicle  A ut hen ti cat ed   Using  ECC  a nd  AECC   ECC   AECC   Iter atio n   Alg o rith m   Veh icle   Au th en tic ated   Iter atio n   Alg o rith m   Veh icle Auth en tic ated   1   ECC   1 0 .39 5 0 1 0 4   1   AECC   1 9 .86 0 9 7 3 1 9   2   ECC   1 0 .38 9 6 1 0 3 9   2   AECC   1 9 .82 1 6 0 5 5 5   3   ECC   1 0 .78 7 4 8 6 5 2   3   AECC   1 9 .60 7 8 4 3 1 4   4   ECC   1 1 .11 1 1 1 1 1 1   4   AECC   1 8 .01 8 0 1 8 0 2   5   ECC   1 1 .84 8 3 4 1 2 3   5   AECC   1 8 .97 5 3 3 2 0 7   6   ECC   1 0 .70 0 9 0 9 5 8   6   AECC   1 8 .36 5 4 7 2 9 1   7   ECC   1 0 .83 4 2 3 6 1 9   7   AECC   1 6 .06 4 2 5 7 0 3   8   ECC   1 1 .17 9 4 2 9 8 5   8   AECC   1 8 .65 6 7 1 6 4 2   9   ECC   1 0 .17 2 9 3 9 9 8   9   AECC   1 8 .18 1 8 1 8 1 8   10   ECC   1 0 .78 7 4 8 6 5 2   10   AECC   1 8 .97 5 3 3 2 0 7       Secu rity   of   authen ti cat io n  is  check e d  by  it s  pr iv at e  key  breaki ng   po s sib il ities.   Table  5  sh ows  key   br ea king  po s sibil it ie s .   Figure  10   s how s  that  key  breaki ng   possibil it y  of   A ECC   is  le ss  as  it   ta kes  m or e  tur n  f or  br ea king  key t han ECC . So   AECC i s m or e  secur e  tha n  EC C.           Figure  10.   Key  breaki ng possi bili ti es       Table  5.   Key  breaki ng possi bili ti es   Iter atio n   Alg o rith m   Breaki n g   Po ss ib ilities   Key size   1   ECC   1 .07 3 7 4 E+39   256   2   ECC   1 .34 2 1 8 E+38   512   3   ECC   1 .67 7 7 2 E+37   1024   1   AECC   3 .62 3 8 8 E+39   120   2   AECC   4 .52 9 8 5 E+38   256   3   AECC   7 .00 2 2 7 E+38   512       Fr om  abov e  ana ly sis we can l ist   out f ollow i ng a dv a ntage s  of AEC C   Adapt i ve  k ey   siz e a lgo ri thm  it’ s  a d van tag es:     a.   Her e  we  us in g  secur e  ke y  sel ect or   -   if  the  s a m e  ran dom   v al ue  is  reu se d  (for   diff e ren t  pl ai ntext)  then  t he   pr i vate k ey   pa r a m et er can not  be  cal culat e d b ecause  of d i ff e ren t  key  siz e.   b.   By  u sin g  le ss  ke y si zes we  ca n faste r  t he  a uth entic at io n  s pe ed.   c.   Her e  alo ng w it h  c urve a gr ee m ent, this alg ori thm  also r eq ui red   key a gr ee m ents.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N :  20 88 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   5268   -   5277   5276   5.   CONCL US I O N     Secu rity   is  an  i m po rtant  iss ue  in  VANE T.  A uth e ntica ti on s  pro hib it   entry  of  the  un a utho rize d  m al ic iou s  us e r .  It  help s  to   a vo i d  var i ous  s ecur it y  at ta cks .  T his  pap e r  a ddresses   issue s   in  a uth e ntica ti on   f or  i m pr ovin g  the   sp eed  of   a ut hen ti cat io n.   It   al so   ta kes  c a re  to  m ai ntain  sa m e  or   rath er  m or e  securi ty ,  as   com par ed  to  previ ou s  a uth e nt ic at ion   schem es  li ke  RSA  an d  ECC .  Her e  we  giv e n  the  c om pu ta ti on al   analy sis  of   res ult  obta in  in  V ANET  Si m ulator.   T he   tim e  req uire d  f or  aut he ntica ti on   is  ver ifie d  by  ta king  m ulti ple   it erati on   rea di ng,  w hic h  pr oves  that  AEC C  require d  le s s  tim e  as  com par e d  to   ECC .   A  nu m ber   of   veh ic le s  authe ntica te d  by   RSU  pe r  sec ond  a re  m or e  in  case  of   AEC C  than  ECC ;  a t  the  end   secu r it y  of   the  sch e m e  i s   check e d  by  ke y  br eakin g  pos sibil it y.  Ou r  ne eds  f o r  faste r  authe ntica ti on   r eflect   in  i m pr ov in g  the  perf orm ance   of   RS U  by  ser ving  m or e  nu m ber   of   veh ic l es.  I n  f uture  w ork,   we  a re  go i ng   t o  a dd  m or e  secu rity   par a m et er  in  EECC   (Enha nc e  Ell ipti c  Curv e  Crypt ogra phy)  sc hem e.  We  ga ve  a n  al gorithm   fo r  sa m e  in  this  paper  but  a n  i m ple m entat io n  is  in  process .  Its  im ple m en ta ti on   an d  c om pu ta ti on al   an al ysi s  will   be  the  pa rt  of  our   fu t ure   sco pe.         REFERE NCE S   [1]   Sachi n  Gods e  a nd  Parikshit   Ma hal l e,   “ Rising  I ss ues  in  VA NE T  Com m unic at i on  and  Secur i t y:  A  Stat e  of  Ar t   Surve y ” ,   Int erna ti onal  Journal   of   Adv anc ed  Computer  Scienc e   an d  Appl i cat ions   ( IJA CSA)   ,   Vol.   8 ,   No.  9,   2017,   PP   245 - 252.   [2]   Sachi n  Gods e  a nd  Parikshit   Ma hal l e,   “ Ti m e - Eff ic i ent   and  Att ack  Resista nt   Aut hent i ca t ion  Sche m es  in  VA NET” ,   Proce ed ings o f   2 nd  Inte rnat ional   Confe renc e, I CI CC ,   PP   579 - 589   2017 .    [3]   Am ene h  Dae i na bi,   Akbar  Gha f far pour  Rahb ar,   “ An  adva nce d   sec urity   s che m e  base d  on   cl u steri ng  and   k e y  distri buti on  in  v ehi cu la r  ad - ho c  net works ” .   In :  E LSEVIE R  Computers  and  El ec tr ic al  Engi n ee ring   40   P P  517 – 529 ,  2014 .   [4]   As hw in  Rao,   A shish  Sangwan  et .   al.,   “ Secur e   V2V   Com m un ic a ti on  wi th  Ce rti fi ca t e  Revo cations ” .   In:   I EEE   (2007).   [5]   Merri han  Monir ,   A y m an  Abd el - Ham id,   Moham m ed  Abd  El   Az i z,   “ A  Ca te gori zed  Trust - Based   Mess age   Reporti ng   Scheme  for  VA NETs ” .   In:  Sprin ger  CCIS  381 ,   P P.  6 5 – 83,   2013.   [6]   Zhe n  Huang,   Su shm it a  Ruj  et   al.   “ A  socia l  net wo rk  appr oac h  to  tr ust  m ana gement  in  VA NETs ” .   In:  Springer  Pe er - to - Peer Ne tw .   A ppl .   (2014)   7  PP .   229 – 242  .   [7]   Kristin  La ut er,   “ The   Advanta g es  of  el li p ti c  C urve   Cr y p tograph y   For  W ire les s  Secur ity ” .   In :  IEE E  W irel es s   Comm unic ati ons   2004.   [8]   Shidrokh  Goudarz i,   Abdul  Hana n  Abdulla h,   “ A  S y stematic  Review  of  Secur ity   i n  Vehic ula r  Ad  Hoc  Network ” .   In:  the   2nd   Symposi um on  Wireless   Sensors   and  Cel l ular Ne tworks  ( WSCN'13)   2013.   [9]   Ubaidul l ah  Raj p ut,   Fiz za   Abbas,   Hee ku ck  Oh,  “ A  Hier arc hi cal  Privacy   Preservi ng  Ps eudon y m ous  Authent icati o n   Protocol   for   VA NET ” .   In : IEE E Ac c ess ,   Octob er 25,   2016 .   [10]   Raj kum ar  W ag hm ode,   Rupali   Gons al ves,   D a y ana nd   Am bawa de,   “ Secur ity  Enha nc ement  in  Group  Base d   Authent i ca t ion  f or  VA NET ” .   I n :  IEEE  I n te rnat ional   Conf ere nc e  on  R ecent   Tr ends  in  E lectro nic s  Informatio n   Comm unic ati on  Technol ogy ,   Ma y   20 - 21,   2016,   I ndia .   [11]   Yongcha n  Kim ,   Jongkun L ee ,   “ A sec ure   anal y s is of   vehi cular  aut h ent i ca t ion  sec uri t y   sch eme  of  RS Us   in  V AN ET ” .  In:  Springer - V erlag  Franc e   20 16 .   [12]   Ti ziri  Oulha ci,   Mawloud  Omar ,   Fat iha   H arzine ,   In es  Harfi , :  “ Secur e  and   distri bute d   ce r tification  s y s te m   arc hi te c ture for  s afe t y   m essag e a uthe ntica ti on  in V AN ET ” .   In :  Sp ringer  Scienc e+B usiness Me dia   New Y ork   2016   [13]   M y oung - Seok  Han,   Sang  Jun  Lee, W oo - Sik  Ba e,  “ A  Secur e  and  Eff icient   V2V   Authent i ca t ion  Method  in  Hea v y   Tra ffi c Envi ron m ent ” .   In:  Sprin ger  Scienc e+B usiness Me dia   Ne w  Y ork   2016.   [14]   Parikshit   N.  M aha l le ,   Nee li   R .   Prasad  and  Ramjee   Prasad ,   “ Novel  Thre s hold  Cr y ptograph y - bas ed  Grou p  Authent i ca t ion  ( TCGA)  Scheme  for  the   Int ern e t  of  Thi ngs  (Io T) ” ,   In :  proce e dings  of  IEEE  3rd  Inte rnation al   Confe renc e  on  Wirel ess  Comm unic ati ons ,   Ve hi cul ar  Technol og y,   Information  Theory  and  Ae ros pace   &   El ec troni c   Syste ms   Technology  ( Wirel ess V i TAE  2014) .   Aalb org -   Denm ark ,   Ma y   11 - 14  2014 .   [15]   Parikshit   N.  Ma hal l e,   Sandesh  Maha m ure ,   Poonam   N.  Rai lka r ,   Pankaj   r.   Ch andr e,   “ Distribut ed  Acc ess  Control   and   Authoriz a ti on   ( DA CA)  for  Int ern et   of  Thi ngs ” ,   In:  In te rnatio nal  Journal  on  Eme rging  Tr ends  in  Technol og y  ( IJE TT)   (ISS N ( Print):   2350 - 0 80 8) ,   Volum e  3 ,   Is sue  3,   Septe m be r  2016.     [16]   Parikshit   N.  M aha l le ,   B a y u  A nggoroja ti,  Ne eli  R.   Prasad  an d  Ramjee   Prasa d,   “ Ide nti t y   Au the ntica ti on  and   Capa bilit y   b ase d   Acc ess  (IACA C)  Control   for  t he  Inte rn et   of  T hings ” ,   In:   Journal  of  Cyb er  Secur it y  and  Mobi lity ,  Rive r  Publ ishers,   Volum e: 1, Iss ue:   4 ,   pp :  309 - 3 48,   Mar ch  2013 .                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec & C om p  Eng   IS S N: 20 88 - 8708     A Co mputatio nal A na ly sis  of  ECC  based No vel  Au the nticat ion   Sc hem e  in VAN ET   ( Sac hin  P . Go ds e )   5277     BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       Mr.  S.  P.   Gods e  has  obt ai ned   hi s  B.   E   degr ee  in   Copute r   Engi n e eri ng  from   AV COE,   Savi tri ba i   Phule  Pune  Uni ver sit y ,   Pun e,   In dia   and   M.E .   de gre e  in   Com puter  Scie nc e  and  E ngine er ing  from   Savit ribai  Phule   Pune  Univer si t y ,   Pune ,   Indi a.  His  are as  of  i nte rest  are  Veh ic ul ar  Adhoc  Network,   Mobile   Adhoc  Net work,  Natur al  la nguage   Pro ce ss ing,   and  Objec t  Orien ted  Program m ing,   Objec t  Ori ent ed   Modeli ng,   Soft ware   Engi n ee rin g.   He  has  au tho red   3  books  on  subjec t   li k e:   Pri nci pl e  of  Progra m m ing  La nguag es,   Software   Modeli ng  and  Desi gn,   Embedde d   s y stem  and  Int er net   of  Th ing.   Cu rre ntly   h e  is  pur suing  his  Ph.  D  in  Com pute r  Eng ine er ing  from  Sm t.   Kashibai Nava l e  Col le g e  of   Engi ne eri ng,   SP PU ,   Pune,   Ind ia.           Dr.  Parikshit   N. M aha lle  has  obt ai ned  h is B. E  d e gre e  in  Com puter Sci ence  and En gine er ing  from   Sant  Gadge   Ba ba  Am rav at i  Univer sit y ,   Am ra vat i ,   India   and   M.E .   degr e e  in  Com pute r   Engi ne eri ng  fro m   Savit riba i   Phule  Pune  Univ e rsit y ,   Pune ,   Indi a.   He  complete d  his  Ph.  D  in  Com pute r  Scie n ce   and  Engi n eering  spec i alizati on  in  W ire l ess  Com m unic at ion  from   Aalbor g   Univer sit y ,   Aal borg,   Denm ark .   He  has  pub li s hed  56  r ese ar c h  publications  at   n at ion al   and  int ern at ion al   jo urna ls  and   conf ere nc es.   He   has   aut hor ed  8   bo oks  on  subje c ts  li k e:   Id ent i t y   Mana gement  for   Inte rn et  of  Th i ngs,  Ide nt ity   M ana gement   Fra m ework  for  Internet   of   Th ings,  Data   Struct ur es   and  Algorit hm s,  The or y   of  C om puta ti ons,  Fundam ent al s  of   Program m in g   La nguag es,   Fundam ent al s  of  Pr ogra m m ing  La nguage s  –   II,   Des ign  an d  Anal y sis   of  Algorit hm s:   A  Problem  Solving  Approac h ,   C urre ntly   he  is  working  as  Profes sor  and  Hea d   in   Depa rtment  of   Com pute r  Engi n ee ring   at STE S’s   Sm t.   Kashiba i N ava le Col l ege  of  Engi n ee rin g,   Pune,   Indi a.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.