[發明專利]一種基于區塊鏈的車聯網數據交換模型

在審

• 申請號: 201910166226.1
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109922149A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 王國軍;王啟帆;周雷;齊芳;雷向東
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于區塊鏈的車聯網數據交換模型，模型基于聯盟鏈(Consortium Blockchain)加中繼鏈(Relay?Chain)，模型中的節點包括路邊基礎設施單元(RodeSide Unit,RSU)以及車輛單元(Onboard Unit)，模型中各個節點都參與進來。通過設計節點之間的屬性訪問策略匹配，減少不必要的區塊生成，降低區塊鏈開銷。將聯盟鏈與跨鏈技術結合，實現不同聯盟之間的消息傳遞。而且該模型實現過程規范、易操作。

技術領域

本發明屬于計算機科學與技術領域，特別涉及一種基于區塊鏈的車聯網數據交換模型。

背景技術

隨著城市的發展，人們對交通出行的需求越來越高，城市中的車輛數目也越來越多，智能交通系統在提升交通系統運行效率方面正發揮著越來越重要的作用。其中，車聯網(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)是智能交通系統(Intelligent TransportationSystem,ITS)的核心組成部分。車聯網是由行駛在交通道路上的具有感知、計算、存儲和無線通信能力的移動車輛以及道路上的基礎通信設施而組成的新型自組織網絡。它可以對交通全過程進行智能化控制，有效提高交通行駛安全以及方便用戶駕駛，同時也為日常出行或者出行娛樂等交通增值服務提供了有效平臺。

隨著車聯網技術的快速發展，出現許多可用于智能交通系統的無線通信技術，包括3G/4G，WIFI，WAVE等。其中WAVE(Wireless Access in Vehicule Environment)協議棧是由DSRC(Dedicated Short Range Communication)標準發展而來的，包括IEEE 802.11p和IEEE P1609兩部分。因此，車聯網中的車輛需要支持IEEE 802.11p標準的內置的車載單元(On Board Unit,OBU)。行駛在公路上的車輛使用車內OBU定期發送安全信息。車聯網的信息傳遞分為Vehicle-to-Vehicle(V2V)以及Vehicle-to-Infrastructure(V2I)。隨著車聯網的發展，隱私保護以及信息安全的問題越來越重要，然而由于車聯網復雜的通信環境，導致通信過程存在諸多的安全隱患，例如：消息篡改、偽造、竊取等攻擊、因此，近年來許多研究者針對車聯網中身份認證、信息完整性、不可否認性等安全問題進行了研究。傳統的車聯網網絡架構分為四層：第一層是中心管理機構，也就是證書管理機構CertificateAuthorities(CAs)，第二層由一系列安全域組成，負責管理加密相關的信息材料，第三層由RSU組成，RSU按照一定規律建在公路上，最后一層是車輛節點。傳統的中心化結構賦予了證書機構很大的權力，無法保證數據中心的安全，攻擊者采取一定的攻擊手段竊取和偽造用戶的隱私信息，隨意篡改消息，容易造成單點故障，即：可信授權中心被攻破無法正常工作等安全問題。

發明內容

本發明針對智能交通系統中的車聯網應用場景，設計一種基于區塊鏈的車聯網數據交換模型,模型基于聯盟鏈(Consortium Blockchain)加中繼鏈(Relay-Chain)，模型中的節點包括路邊基礎設施單元(RodeSide Unit,RSU)以及車輛單元(Onboard Unit)。聯盟鏈有多個按照方案中的定義劃分的聯盟構成，比如：商圈、飛機場、火車站等等。在商圈聯盟鏈中，有多個車輛節點OBU，路邊單元RSU。其中，RSU可以是商圈中的商店、加油站、收費站甚至是某個路口的交通燈監控系統。聯盟中的RSU按照區域劃分成中心節點和邊緣節點，某些中心節點在后續作為記賬節點存在，邊緣節點參與構成中繼鏈中的節點，用以實現城市中各個聯盟鏈之間的信息傳遞。基于此模型，車輛節點可以方便的傳遞信息，共享實時交通信息以及城市熱點信息，實現去中心化的車聯網系統中節點之間的信息傳遞，解決傳統中心化架構中存在的單點故障安全問題以及區塊鏈中生成區塊開銷問題。

1.一種基于區塊鏈的車聯網數據交換模型，包括以下步驟：

步驟1：模型采用聯盟鏈架構，在車聯網中存在多個聯盟，每個聯網中的節點之間進行信息傳遞；