[發明專利]一種基于區塊鏈技術的車聯網分層認證方法

有效

• 申請號: 202010826399.4
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111935674B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 祝清意;敬安奎;熊安萍;甘臣權;李琪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W12/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種基于區塊鏈技術的車聯網分層認證方法，屬于車聯網技術領域。該方法包括：S1：基于區塊鏈的分層證書服務模型，在主流的區塊鏈平臺上構建由三級認證機構組成的分層認證網絡；S2：分層信譽共識機制；S3：基于信譽積分和兩次共識間隔內的認證行為對鏈上實體進行動態管理，即剔除不可靠認證實體和新認證實體的加入；S4：快速或安全性驗證，快速驗證時間效率高，安全性驗證能提升在遠距離復雜通信場景中實體的可靠性。本發明能有效保證分布式認證實體的可靠度和安全性，同時基于信譽積分的共識機制使得共識的可擴展性和效率也得到提升，新的驗證方式使得證書驗證在安全性和時間效率上的選擇更加靈活。

技術領域

本發明屬于車聯網技術領域，涉及一種基于區塊鏈技術的車聯網分層認證方法。

背景技術

廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。區塊鏈技術具有去中心化、防篡改、公共審計、透明、分布式信任共識、自主可編程等特征。一般而言區塊鏈從下向上分為數據層、網絡層、共識層、合約層和應用層。現如今區塊鏈技術已被廣泛運用于智能交通，智慧醫療，認證與取證等領域。

車聯網是指借助新一代移動通信技術，實現車輛內部，車與人、車與車、車與路、車與服務平臺的全方位網絡連接，旨在提升汽車智能化水平和自動駕駛能力，構建汽車和交通服務新業態，從而提高交通效率，改善駕乘感受，為用戶提供智能、舒適、安全、節能、高效的綜合服務。車聯網本身是一種特定的物聯網，具有如下特征：(1)移動性；(2)動態的網絡拓撲；(3)低時延；(4)電力資源密集型；(5)網絡密度動態變化；(6)不穩定的網絡連接；(7)傳輸功率和無線傳輸損耗較大；(8)有限的存儲和電能等特征。調查數據顯示，2018年我國的車聯網市場規模將達到千億，并且在未來五年將會以21.6％的速度高速增長。車聯網技術的發展前景十分廣闊。

目前車聯網技術中的認證體系主要可以分為3類，第一種是基于傳統PKI體系依據TTP第三方信任中心建立的中心化認證體系；第二種是基于去中心化的樹形認證模型，第三種是利用區塊鏈技術的安全性特征建立的信譽認證模型。在建立信用機制上，由于車聯網通信場景的復雜性和身份多變，依據中心化的TTP建立長期的信任關系似乎不太可行，因此去中心和規模化運用依然是車聯網信任認證和管理的熱點方向。而在基于去中心化的驗證體系中，存在分布式的認證節點的可信度難以衡量和動態獎懲管理機制不健全的問題。針對區塊鏈的認證機制雖然利用了區塊鏈的安全特性，但大多數都是基于傳統的共識機制或者簡單的用區塊鏈存儲重要信息，真正適應車聯網的認證結構和共識機制還沒有提出來。因此根據車聯網的實際場景需求和現有的認證機制和模型研究，研究實現一種整合分布式認證網絡和區塊鏈網絡的新型證書服務模型，提出可信度指標和基于可信度的共識和動態獎懲管理機制，設計能適應車聯網體系的驗證機制十分有意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于區塊鏈技術的車聯網分層認證方法。在車聯網場景下的認證模型具有分布式，認證實體安全可信，共識效率高，驗證方式安全高效的特征。進一步來說，希望基于區塊鏈去中心化、公共審計、分布式共識的安全特征構建新型認證體系，并且建立一套信譽評估機制和有效的共識算法，依據信譽積分動態管理鏈上的認證實體，最后基于此認證體系構建安全、有效的驗證方式。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于區塊鏈技術的車聯網分層認證方法，該方法包括以下步驟：

S1：基于區塊鏈的分層證書服務模型，此模型是指將三級認證機構作為區塊鏈網絡上的節點，由同一層內實體都有的統一的層標識和下層認證實體依靠從上層認證實體獲取的身份證書來建立邏輯分層，運用區塊鏈技術的共識機制和不可篡改的數據結構等安全措施去處理證書服務和認證實體狀態記錄，最終形成分層的證書服務鏈，向道路交通實體提供證書頒發、驗證以及回撤證書的服務；

其中，三級認證機構包括：