[发明专利]一种基于区块链的车联网隐私保护信任模型

说明书

本发明提出了一种基于区块链的车联网隐私保护信任模型。道路上的车辆通过车载自组网生成并广播消息来分享周围的交通信息以提高交通效率和安全。然而，由于车载自组网不可信的网络环境，车辆容易暴露隐私并且不能判断收到的消息是否可靠。本发明通过环签名技术使车辆匿名的发送消息，避免其受到恶意车辆的追踪。通过基于区块链技术的信誉评价机制对车辆发送的消息进行评估筛选，过滤其中的伪造信息。基于区块链自身的特性，保证了车辆信誉不会遭到恶意篡改，并实现了车辆信誉的实时同步更新，进一步提高了车载自组网的安全性和易用性。

技术领域

本发明涉及车联网通信安全等技术领域，具体涉及一种基于区块链的车联网隐私保护信任模型。

背景技术

近年来，车载自组网(VANETs)被视为智能交通系统的基础设施，它能提高交通效率并确保车辆和行人的安全。为了促进车辆之间的合作并共享有价值的驾驶信息，在车载自组网中建立了两种通信，即车辆对车辆(V2V)通信和车辆对基础设施(V2I)通信。通过专用的短程通信无线电，附近的车辆用V2V交换信息，并可直接与V2I中的路边单元(RSU)通信。

然而，由于车载自组网内的车辆节点移动速度快、节点间的网络连接时间短(高机动性和高波动性)，使得网络拓扑经常变化，节点间通信时间有限，这些特点使得车载自组网很容易受到各种攻击。虽然车载自组网主要的安全服务已经在其他领域得到了深入的研究，这些领域的研究成果可以提供安全的通信通道来抵御外部攻击，但是信任管理和隐私问题并没有很好的解决。

车载自组网中的内部攻击者不仅可以通过分析网络中的所有广播消息，轻易的追踪其他车辆的位置从而获得隐私信息，而且可以伪造消息，对道路交通造成重大的安全隐患。信任管理系统可以帮助车辆判断收到的消息是否可信，现有的信任管理系统通常分为中心化与去中心化两类。在中心化系统中，所有的执行过程都在中心服务器上进行，这就有可能带来严重的延迟，不适合车载自组网高服务质量的要求。在去中心化系统中，信任管理系统通常部署在路边单元(RSU)中，但RSU有可能会遭到恶意的攻击，攻击者会对RSU中保存的车辆信誉信息进行肆意的篡改，所以如何有效的提供信任管理服务也成为了一个亟需解决的重要问题。

发明内容

本发明提出了一种基于区块链的车联网隐私保护信任模型，以解决车联网不可信环境下车辆间的隐私和信任问题。本发明采用环签名技术和假名(公钥地址)隐藏车载用户之间通信的ID，来确保车辆间的隐私。通过信誉评价机制对车联网中的消息进行评估，以过滤伪造和恶意的消息，并使用区块链技术加强信任管理系统的消息完整性和防篡改，减少了恶意车辆对交通安全造成的恶意影响。

一种基于区块链的车联网隐私保护信任模型，包括如下步骤：

步骤1，可信权威中心TA选择E_k(x)为使用密钥k加密x的对称加密协议，对称加密协议的公钥和私钥为同一个密钥，同时选择或生成公共参数或对象；

步骤2，当车辆首次加入车载自组网时，初始化信誉分数；同时，车载用户利用自己的真实身份ID向可信权威中心TA获取自己的公私钥对和假名，即公钥地址；

步骤3，当某车辆目击道路上的某个交通事件时，他将分享此条交通消息msg给车载自组网中的其他车辆，称此车辆为发起车辆；周围其他同是目击者以帮助佐证消息msg的真实性的车辆，称为佐证车辆；

步骤4，发起车辆目击交通事件后，为了得到其他佐证车辆对该消息的反馈，为确保消息的可靠性，生成请求报文RQP；

步骤5，通过环签名，发起车辆将以匿名的方式广播；佐证车辆收到发起车辆的信息后，返回佐证报文RPP和生成消息是否可靠的密文信息EM，即对佐证车辆返回是否可靠的消息加密后的数据；