[发明专利]一种基于区块链的车联网数据交换模型

说明书

本发明提供了一种基于区块链的车联网数据交换模型，模型基于联盟链(Consortium Blockchain)加中继链(Relay‑Chain)，模型中的节点包括路边基础设施单元(RodeSide Unit,RSU)以及车辆单元(Onboard Unit)，模型中各个节点都参与进来。通过设计节点之间的属性访问策略匹配，减少不必要的区块生成，降低区块链开销。将联盟链与跨链技术结合，实现不同联盟之间的消息传递。而且该模型实现过程规范、易操作。

技术领域

本发明属于计算机科学与技术领域，特别涉及一种基于区块链的车联网数据交换模型。

背景技术

随着城市的发展，人们对交通出行的需求越来越高，城市中的车辆数目也越来越多，智能交通系统在提升交通系统运行效率方面正发挥着越来越重要的作用。其中，车联网(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)是智能交通系统(Intelligent TransportationSystem,ITS)的核心组成部分。车联网是由行驶在交通道路上的具有感知、计算、存储和无线通信能力的移动车辆以及道路上的基础通信设施而组成的新型自组织网络。它可以对交通全过程进行智能化控制，有效提高交通行驶安全以及方便用户驾驶，同时也为日常出行或者出行娱乐等交通增值服务提供了有效平台。

随着车联网技术的快速发展，出现许多可用于智能交通系统的无线通信技术，包括3G/4G，WIFI，WAVE等。其中WAVE(Wireless Access in Vehicule Environment)协议栈是由DSRC(Dedicated Short Range Communication)标准发展而来的，包括IEEE 802.11p和IEEE P1609两部分。因此，车联网中的车辆需要支持IEEE 802.11p标准的内置的车载单元(On Board Unit,OBU)。行驶在公路上的车辆使用车内OBU定期发送安全信息。车联网的信息传递分为Vehicle-to-Vehicle(V2V)以及Vehicle-to-Infrastructure(V2I)。随着车联网的发展，隐私保护以及信息安全的问题越来越重要，然而由于车联网复杂的通信环境，导致通信过程存在诸多的安全隐患，例如：消息篡改、伪造、窃取等攻击、因此，近年来许多研究者针对车联网中身份认证、信息完整性、不可否认性等安全问题进行了研究。传统的车联网网络架构分为四层：第一层是中心管理机构，也就是证书管理机构CertificateAuthorities(CAs)，第二层由一系列安全域组成，负责管理加密相关的信息材料，第三层由RSU组成，RSU按照一定规律建在公路上，最后一层是车辆节点。传统的中心化结构赋予了证书机构很大的权力，无法保证数据中心的安全，攻击者采取一定的攻击手段窃取和伪造用户的隐私信息，随意篡改消息，容易造成单点故障，即：可信授权中心被攻破无法正常工作等安全问题。

发明内容

本发明针对智能交通系统中的车联网应用场景，设计一种基于区块链的车联网数据交换模型,模型基于联盟链(Consortium Blockchain)加中继链(Relay-Chain)，模型中的节点包括路边基础设施单元(RodeSide Unit,RSU)以及车辆单元(Onboard Unit)。联盟链有多个按照方案中的定义划分的联盟构成，比如：商圈、飞机场、火车站等等。在商圈联盟链中，有多个车辆节点OBU，路边单元RSU。其中，RSU可以是商圈中的商店、加油站、收费站甚至是某个路口的交通灯监控系统。联盟中的RSU按照区域划分成中心节点和边缘节点，某些中心节点在后续作为记账节点存在，边缘节点参与构成中继链中的节点，用以实现城市中各个联盟链之间的信息传递。基于此模型，车辆节点可以方便的传递信息，共享实时交通信息以及城市热点信息，实现去中心化的车联网系统中节点之间的信息传递，解决传统中心化架构中存在的单点故障安全问题以及区块链中生成区块开销问题。

1.一种基于区块链的车联网数据交换模型，包括以下步骤：

步骤1：模型采用联盟链架构，在车联网中存在多个联盟，每个联网中的节点之间进行信息传递；