基于区块链和信誉机制的车联网数据共享安全方法研究

来源 :烟台大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:clys1986
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随着汽车工业和物联网技术的快速发展,车联网概念应用而生。车联网能够提高运输效率,促进车辆间的信息共享和合作,现已受到了越来越多的关注。对于车联网来说,防止内部车辆接收伪造信息的同时保护车辆隐私免受跟踪攻击是至关重要的。而现有解决方案大多基于中心化的架构,通过牺牲通信开销或使用复杂的算法来确保信息安全,造成了通信开销大、时延高、易受攻击等问题。随着兴起的区块链技术被广泛应用于智慧城市、交通运输、数据存储等众多领域,其快速的发展趋势为车联网的安全保障提供了新的发展思路。针对车联网信息共享过程中的恶意信息干扰、隐私泄漏、通信开销大、时延高等问题,本文基于区块链技术展开了如下研究:(1)基于区块链的车联网信息共享安全方法研究针对车联网中需要对紧急信息进行快速验证以及隐私保护等要求,考虑车辆近期表现、活跃度等多种因素对于车辆信誉的影响,本文首先提出一种车辆信誉更新算法。该算法基于信誉对接收到的信息进行两次筛选,并通过车辆对于共享信息真实性的反馈进行信誉更新,使得车辆的恶意行为可以准确的反映在信誉上,实现对于恶意信息的过滤。其次,本文还设计一种基于用户隐私需求的假名替换方法,该方法从道路状况和驾驶员隐私保护需求等级两个角度出发,通过多元线性回归方程计算假名替换间隔,实现个性化的假名替换。实验结果表明该算法可以有效地提升车联网中信息共享的安全性和可靠性。(2)基于改进PBFT的车联网信息共享方法研究针对车联网中非紧急信息达成共识效率较低,而造成的吞吐量低、通信开销大等问题,本文提出一种基于信誉的拜占庭容错改进共识算法。首先,该算法通过定义路侧单元节点的信誉累积规则来对其进行级别划分并赋予相应的权限,降低拜占庭节点参与共识过程的概率,从而增加系统的安全性。其次,该算法不仅通过增设候补节点,对视图切换过程进行了优化,还重新定义了提交阶段的通信规则,参与共识的节点仅需要向主节点发送确认信息,降低了节点间的通信次数。理论分析和实验结果表明该算法能够减少共识过程中拜占庭节点的数量,提升共识过程的吞吐量,降低网络通信开销。综上所述,本文通过车辆信誉更新算法和基于信誉的拜占庭容错改进共识算法分别对车联网中紧急信息和非紧急信息进行验证,提升网络中共享信息的安全性。此外,通过基于用户隐私需求的假名替换方法获得个性化的假名替换间隔,避免攻击者的持续追踪。最后,总结了本文的研究内容,并展望了未来的研究方向。
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