车载自组织网络(VANET,Vehicular Ad hoc Network)作为智能交通系统的重要载体之一,是未来智能驾驶和智慧交通的发展方向,通过为车辆节点和路侧基础设施之间搭建通信网络实现交通信息的实时共享。由此衍生的路况报道、自主决策和远程指挥等辅助功能不仅能够提高交通效率,更能减少甚至消除交通事故的发生,增加社会稳定。娱乐游戏的车载化也改善了驾驶员的出行体验。同时,5G技术的高速率、低时延和海量连接等特性,极大地促进了智慧交通的发展。但是,庞大的通信实体数量对交通管理部门的计算和存储能力提出了严峻的挑战。此外,车载网络的开放性和高度动态性使节点更易遭受各种攻击,如非法用户入侵管理系统,冒充合法用户破坏交通秩序;发布虚假信息干扰节点做出错误的路径规划等。因此,本文进行了如下工作来解决以上问题:(1)优化车载自组织网络中节点身份的“合法性”认证。在以往的车载网认证协议中,系统内唯一的注册权威机构CA为全体网络节点,包括车辆和路侧基础设施,生成并存储大量公私钥对。这不仅给CA造成了沉重的存储负担,还降低了响应用户请求的通信效率。另外,系统容易遭受注册中心泄露注册信息(RALRI)攻击以及随机数泄露(ESL)攻击,造成用户隐私数据泄露。为了解决上述问题,本文提出了一种车载网络的分层认证协议。该协议结合自认证公钥(SCPK)密码技术,允许多个二级注册权威机构独立运作,以此分担中央机构的计算和存储压力,同时能够抵抗上述特殊攻击。此外,我们引入时间密钥实现用户私钥的灵活更新。在修改的BR93模型下,方案基于Diffie-Hellman数学困难问题,详细阐述了协议的安全性证明。方案最后的性能分析表明,运算时间的优化和安全性的提高使得协议能更好地适应车载网络通信场景。(2)优化车载自组织网络中节点传输信息的“可靠性”。在通信节点间完成身份的合法性验证后,车辆用户通过传感器等设备采集交通信息,并将信息实时共享。然而,恶意节点可能会故意广播虚假事件,或是普通用户为了节约自身计算资源而放弃广播消息,这些行为均会影响其他节点对实际路况的掌握。针对此问题,本文提出了一个基于区块链的信誉管理方案。一方面,方案采用恰当的数学模型衡量共享事件的可信度,实现了用户广播信息数量和质量的统一。另一方面,共享事件的信任值和相关用户的信誉分被公开在区块链中,实现了数据的公开透明;改进的Po S共识机制根据带权重的多数投票规则实现集体决策收益最大化,从而激励车辆用户积极参与共识过程并广播交通信息。