[發明專利]一種基于雙層區塊鏈的車聯網信任管理方法

有效

• 申請號: 202110168886.0
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112862311B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 唐鄭熠;方偉;王金水;胡文瑜
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06F9/54
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開一種基于雙層區塊鏈的車聯網信任管理方法，構建了新的信任憑證及評估體系，通過車聯網主體的行為頻率和信任值增速變化，來反映主體的行為趨勢，從而有效提高了信任指標集評估主體可靠性的能力。采用雙層區塊鏈的結構，同時保存了信任評估數據和信任憑證數據，并使兩類數據在邏輯上相互獨立。由此，信任評估系統具有了容納雙重粒度數據的能力，保證了信任評估結果的可審計性和可追溯性。針對信任管理系統的節點特性，提出了基于偽隨機數的記賬權分配算法，能夠有效提高共識效率，且可以避免因為共識而產生算力消耗。本發明還可以使記賬節點序列具有不可預測性，從而有效防止有預謀的攻擊。

技術領域

本發明涉及車聯網技術領域，尤其涉及一種基于雙層區塊鏈的車聯網信任管理方法。

背景技術

由于車聯網中主體的智能化與移動性，使攻擊行為和方式更加復雜多變，對傳統的安全防護機制形成了巨大的威脅。而信任管理機制因其所具有的動態適應能力，有望成為保障車聯網運行安全的關鍵技術，是近年來車聯網領域的重要研究方向。現有的技術主要分為兩類：中心式信任管理：通常包含一個中心節點，信任評估的相關數據都匯總至中心節點進行計算和存儲。分布式信任管理：是一種多中心或去中心化的機制，信任評估的相關任務交由一組分布廣泛的節點完成。由于分布式信任管理機制具有單點負荷小、響應速度快、數據容錯性強等優點，并且符合車聯網的發展趨勢，近年來已成為該領域主要的研究方向。

現有的技術存在以下問題：(1)信任評估指標單一，無法反映車聯網主體的歷史行為，不能全面地評估車聯網主體的可靠性。(2)細節數據缺失，使信任評估結果缺乏可審計性。(3)共識階段的算力消耗較為嚴重，共識效率較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙層區塊鏈的車聯網信任管理方法。

本發明采用的技術方案是：

一種基于雙層區塊鏈的車聯網信任管理方法，其包括以下步驟：

步驟1，構建車聯網通訊網絡，包括若干主基站，每個主基站連接若干從基站，從基站與車聯網中的車輛主體通訊；所有主基站構成的下層通信網絡運行下層區塊鏈以存儲作為信任憑證的事實依據，所有主基站和從基站共同構成上層通信網絡運行上層區塊鏈以存儲車聯網主體的可信度指標集；

步驟2，每個主體遇到車聯網事件時，通過傳感器采集信息以生成事件描述，并封裝為帶有主體標識的事件消息在整個車聯網通訊網絡中傳播形成信息流通；

步驟3，不同主體發送的同一車輛網事件的事件消息構成同事件消息集合M，

步驟4，分別計算同事件消息集合M中每條事件消息的可靠性估值，以可靠性估值最高的事件消息為事實依據，并作為信任憑證存儲在下層區塊鏈中；

步驟5，每次事件基于作為事實的事件消息分別計算每個車輛網主體在該事件的信用評分，并及時更新車輛網主體的表現記錄，

步驟6，基于車輛網主體的表現記錄分別構建每個車聯網主體的信任指標集Ω＝(c,λ,Δ)存儲在上層區塊鏈；其中：c∈Z為主體的信用值，是主體在車聯網事件中的表現度量值的累積；λ∈[0,+∞)為行為頻率的提升度，是主體近期行為頻率與長期行為頻率的比值；Δ∈(-∞,+∞)為信用值增速的提升度，是主體近期信用值增速與長期信用值增速的比值。

進一步地，作為一種優選實施方式，步驟1中下層區塊鏈和上層區塊鏈使用偽隨機數序列和區塊高度來決定記賬節點，對主基站和從基站節點分別編號并對所有節點使用相同的偽隨機數序列，各個節點在收到區塊后根據區塊高度和私鑰簽名，快速驗證記賬節點是否合法。

進一步地，作為一種優選實施方式，步驟2中車聯網主體在遇到車聯網事件時，通過傳感器采集信息，由自帶的計算模塊生成事件描述封裝為事件消息，并通過自帶通信模塊將消息廣播；收到廣播消息的其它主體或基站，將該消息轉發使其在整個車聯網中傳播形成信息流通。