[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的交通事故取證方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210928554.2
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115296804A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝琪;丁子軒;胡斌;譚肖
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州師范大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/30;H04L9/32;H04L67/12
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄔趙丹

1.一種基于區(qū)塊鏈的交通事故取證方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

S1可信中心初始化：可信中心選擇一個生成元為P的橢圓曲線E(·)，一種安全單向Hash函數(shù)h(·)，模糊提取函數(shù)Gen(·)和恢復函數(shù)Rep(·)；同時，可信中心選擇隨機數(shù)(SK_TA，K_TA)作為長期私鑰，公鑰PK_TA＝SK_TA·P為基于橢圓曲線算法的點乘結(jié)果；最后，公開參數(shù){P，E(·)，h(·)，Gen(·)，Rep(·)，PK_TA}；

S2車輛和路側(cè)單元向可信中心提交注冊請求，可信中心驗證車輛和路側(cè)單元身份的合法性后，將注冊信息反饋給車輛和路側(cè)單元，并將車輛和路側(cè)單元的注冊信息分別存儲在車輛的車載單元OBU和路側(cè)單元存儲單元中，具體為：

S2.1車輛選擇隨機數(shù)SK_vi作為長期私鑰，公鑰PK_vi＝SK_vi·P為基于橢圓曲線算法的點乘結(jié)果，車輛將唯一編碼(如發(fā)動機號)VID_i，公鑰PK_vi，以及車輛外觀信息VaI_i通過安全信道發(fā)送到可信中心中；

S2.2可信中心接收并驗證車輛身份VID_i的合法性后，通過計算獲得車輛的身份驗證參數(shù)b_i，選擇隨機數(shù)r_i和a_i，計算隨機數(shù)a_i基于橢圓曲線算法的點乘結(jié)果A_i＝a_i·P，車輛假名身份驗證參數(shù)b_i＝h(PID_i||PK_vi||A_i)*SK_TA+a_i；然后返回{PID_i，A_i，b_i，PK_TA，r_i}給車輛Vi；

S2.3車輛基于橢圓曲線算法驗證身份驗證參數(shù)b_i的點乘結(jié)果b_i·P＝h(PID_i||PK_Vi||A_i)*PK_TA+A_i的正確性，如果通過則駕駛員輸入生物信息Bio_i，車輛計算生物密鑰和密鑰恢復參數(shù)(σ_i，τ_i)＝Gen(Bio_i)，登錄驗證參數(shù)V_i＝h(σ_i||VaI_i)，用于加密存儲身份驗證參數(shù)b_i，用于加密存儲長期私鑰SK_Vi，用于加密存儲隨機數(shù)r_i；

最后，車輛存儲{P，V_i，S_i1，S_i2，S_i3，A_i，PK_Vi，PK_TA，PID_i，Rep(.)，VaI_i，τ_i}到車載單元OBU中；

S2.4可信中心為路側(cè)單元選擇唯一身份標識RID_t，私鑰SK_Rt，生成隨機數(shù)z_t，基于橢圓曲線點乘算法計算公鑰PK_Rt＝SK_Rt·P，隨機數(shù)點乘結(jié)果Z_t＝z_t·P，身份驗證參數(shù)y_t＝h(RID_t||PK_Rt||Z_t)*SK_TA+z_t；

計算結(jié)束后，可信中心通過安全信道將{RID_t，y_t，Z_t，SK_Rt，PK_Rt，PK_TA}發(fā)送給路側(cè)單元；

S2.5路側(cè)單元收到注冊信息{RID_t，y_t，Z_t，SK_Rt，PK_Rt，PK_TA}后，首先基于橢圓曲線算法驗證身份驗證參數(shù)的點乘結(jié)果y_t·P＝h(RID_t||PK_Rt||Z_t)*PK_TA+Z_t是否成立；若不成立，則重新發(fā)起注冊請求；若成立，將{RID_t，y_t，Z_t，SK_Rt，PK_Rt，PK_TA}存儲到存儲單元中；

S3發(fā)生事故后，車輛之間互相認證確認事故信息并對事故報告簽名，具體為：

S3.1事故車輛Vi′駕駛員輸入自己的生物信息Bio′_i，車輛恢復出生物密鑰σ′_i＝Rep(Bio′_i，τ_i)，計算并驗證登錄驗證參數(shù)V_i＝h(σ′_i||VaI_i)，成立則駕駛員身份認證成功；車輛解密身份驗證參數(shù)解密長期私鑰生成隨機數(shù)d_i1、d_i2，時間戳T₁以及圖像或視頻等事故信息D1；

基于橢圓曲線算法計算隨機數(shù)d_i1的點乘結(jié)果D_i1＝d_i1·P，隨機數(shù)d_i2的點乘結(jié)果D_i2＝d_i2·P，事故報告驗證參數(shù)c_i1＝SK_Vi+h(D1||D_i1||D_i2||T₁||PID_i||VaI_i)*d_i1；

最后事故車輛Vi′將消息M_i1發(fā)送給事故車輛Vj，M_i1＝{D1，b_i，PID_i，A_i，D_i1，D_i2，PK_Vi，c_i1，VaI_i，T₁}，消息M_i1表示步驟S3.1得到的所有信息；

S3.2事故車輛Vj的駕駛員輸入自己的生物信息Biσ′_j，車輛恢復出生物密鑰σ′_j＝Rep(Bio′_j，τ_j)，計算并驗證登錄驗證參數(shù)V_j＝h(σ′_j||VaI_j)，若成立，則駕駛員的身份認證成功；車輛解密身份驗證參數(shù)解密長期私鑰生成隨機數(shù)d_j1、d_j2，時間戳T₂以及事故信息D2；

基于橢圓曲線算法計算隨機數(shù)d_j1的點乘結(jié)果D_j1＝d_j1·P，隨機數(shù)d_j2的點乘結(jié)果D_j2＝d_j2·P，事故報告驗證參數(shù)c_j1＝SK_Vj+h(D2||D_j1||D_j2||T₂||PID_j||VaI_j)*d_j1；

最后事故車輛Vj將消息M_j1發(fā)送給事故車輛Vi′，M_j1＝{D2，b_j，PID_j，A_j，D_j1，D_j2，PK_Vj，c_j1，VaI_j，T₂}，消息M_j1表示步驟S3.2得到的所有信息；

S3.3事故車輛Vi′收到事故車輛Vj發(fā)送的消息M_j1后，驗證時間戳T₂的新鮮性、身份驗證參數(shù)b_j的橢圓曲線的點乘結(jié)果b_j·P＝h(PID_j||PK_Vj||A_j)*PK_TA+A_j的正確性、事故報告驗證參數(shù)c_j1的橢圓曲線的點乘結(jié)果c_j1·P＝PK_Vj+h(D2||D_j1||D_j2||T₂||PID_j||VaI_j)*D_j1的正確性，驗證通過后，事故車輛Vi′對事故信息D2進行確認；如果認同事故車輛Vj發(fā)送的事故信息合理，則采取如下步驟對其進行簽名；

事故車輛Vi′計算點D_i2和D_j2的橢圓曲線點加結(jié)果D_ij＝D_i2+D_j2，事故報告驗證參數(shù)c_i2＝SK_Vi+h(D1||D2||D_ij||T₁||PID_i||T₂||PID_j||VaI_i||VaI_j)*d_i2；

事故車輛Vi′將消息M_i2發(fā)送給車輛Vj，M_i2＝{c_i2，PID_i，VaI_i，PID_j}，消息M_i2表示步驟S3.3得到的所有信息；

S3.4事故車輛Vj收到事故車輛Vi′發(fā)送的消息M_i1后，首先驗證時間戳T₁的新鮮性、身份驗證參數(shù)b_i、事故報告驗證參數(shù)c_i1的橢圓曲線點乘結(jié)果b_i·P＝h(PID_i||PK_Vi||A_i)*PK_TA+A_i，c_i1·P＝PK_Vi+h(D1||D_i1||D_i2||T₁||PID_i||VaI_i)*D_i1的正確性，驗證通過后，車輛Vj對事故信息D1進行確認；如果認同事故車輛Vi′發(fā)送的事故信息合理，則采取如下步驟對其進行簽名；車輛Vj計算計算點D_i2和D_j2的橢圓曲線點加結(jié)果D_ij＝D_i2+D_j2，事故報告驗證參數(shù)c_j2＝SK_Vj+h(D1||D2||D_ij||T₁||PID_i||T₂||PID_j||VaI_i||VaI_j)*d_j2；

事故車輛Vj將消息M_j2發(fā)送給事故車輛Vi′，M_j2＝{c_j2，PID_j，，VaI_j，PID_i}，消息M_j2表示步驟S3.4得到的所有信息；

S3.5事故車輛Vi′收到事故車輛Vj發(fā)送的M_j2后，計算事故報告驗證參數(shù)的和c_ij＝c_j2+c_i2，驗證c_ij的橢圓曲線點乘結(jié)果c_ijP＝PK_Vj+PK_Vi+h(D1||D2||D_ij||T₁||PID_i||T₂||PID_j||VaI_i||VaI_j)D_ij是否成立；若成立，表明雙方都對事故的真實畫面進行了簽名；

S3.6車輛Vj收到事故車輛Vi′發(fā)送的M_i2后，計算事故報告驗證參數(shù)的和c_ij＝c_j2+c_i2，驗證c_ij的橢圓曲線點乘結(jié)果c_ijP＝PK_Vj+PK_Vi+h(D1||D2||D_ij||T₁||PID_i||T₂||PID_j||VaI_i||VaI_i)D_ij是否成立；若成立，表明雙方都對事故的真實畫面進行了簽名；

S4路側(cè)單元對事故車輛進行認證，并將簽名的事故報告上傳至區(qū)塊鏈，具體為：

S4.1事故車輛Vi′發(fā)送消息M1給最近的路側(cè)單元RSU_t，

M1＝{PID_i，b_i，PK_vi，A_i，PID_j，b_j，PK_vj，A_j}，表示參數(shù)集；

S4.2路側(cè)單元收到消息M1后，驗證身份驗證參數(shù)b_i與b_j和的點乘結(jié)果(b_i+b_j)·P＝(h(PID_i||PK_vi||A_i)+h(PID_j||PK_vj||A_j))PK_TA+(A_i+A_j)是否成立；若成立，則發(fā)送消息M2給事故車輛Vi′，M2＝{RID_t，y_t，Z_t，PK_Rt}，表示參數(shù)集；

S4.3事故車輛Vi′收到消息M2后，驗證路側(cè)單元身份驗證參數(shù)的點乘y_t·P＝h(RID_t||PK_Rt||Z_t)PK_TA+Z_t是否成立；若成立，則發(fā)送消息M3給路側(cè)單元；

M3＝{c_ij，PK_vi，PK_vj，D1，D2，D_ij，T₁，PID_i，T₂，PID_j，VaI_i，Vai_j}，表示參數(shù)集；

S4.4路側(cè)單元收到消息M3后，驗證c_ij的橢圓曲線點乘結(jié)果c_ijP＝PK_Vj+PK_Vi+h(D1||D2||D_ij||T₁||PID_i||T₂||PID_j||VaI_i||VaI_j)D_ij是否成立；若成立，選擇隨機數(shù)d_t，計算d_t的橢圓曲線點乘結(jié)果D_t＝d_tP，路側(cè)單元對事故信息簽名參數(shù)c_t＝SK_Rt+h(c_ij||T₃||D_t)d_t，最后將事故信息Tx上傳到區(qū)塊鏈中：

Tx＝{c_ij，PK_vi，PK_vj，D1，D2，Dij，T₁，PID_i，T₂，PID_j，VaI_i，Vai_j，RID_t，PK_Rt，T₃，c_t，D_t}；

S5車輛選擇更新臨時身份以防止身份追蹤攻擊，具體為：

S5.1事故車輛Vi′的駕駛員輸入自己的生物信息Bio′，車輛恢復生物密鑰σ′_i＝Rep(Bio′_i，τ_i)，計算并驗證登錄驗證參數(shù)V_i＝h(σ′_i||VaI_i)；若V_i≠h(σ′_i||VaI_i)，驗證失敗；反之，若等式成立，車輛解密隨機數(shù)

S5.2車輛Vi重新選擇一個隨機數(shù)做為私鑰，生成時間戳T₄，基于橢圓曲線點乘算法計算公鑰對消息進行加密發(fā)送{PID_i，M₁，T₄}給可信中心；

S5.3可信中心收到車輛的更新請求后，對時間戳T₄的新鮮性進行驗證，驗證通過解密消息和可信中心驗證是否驗證通過后，可信中心生成隨機數(shù)和計算隨機數(shù)基于橢圓曲線算法的點乘結(jié)果計算新的車輛假名新的身份驗證參數(shù)然后生成時間戳T₅，計算消息之后將{PID_i，M₂，T₅}發(fā)送給車輛Vi；

S5.4車輛Vi收到{PID_i，M₂，T₅}后，檢驗時間戳T₅的新鮮性，然后對M₂進行解密驗證是否身份驗證參數(shù)的點乘結(jié)果正確，且驗證通過則計算新的登錄驗證參數(shù)用于加密存儲身份驗證參數(shù)用于加密存儲長期私鑰用于加密存儲隨機數(shù)

車輛用替換之前OBU中存儲的信息。