[发明专利]基于区块链的车联网群智感知声誉管理系统及方法

说明书

本发明属于车联网群智感知领域技术。针对现有的移动群智感知的声誉模型存在的上述隐私安全问题，本发明提供一种基于区块链的车联网群智感知声誉管理系统及方法，通过使用身份验证技术，使恶意车辆无法伪造身份；通过使用轻量级的可追踪环签名算法保护车辆隐私信息，同时能够追踪车辆身份完成声誉更新和撤销恶意车辆身份，实现有条件的匿名性；通过数据的真实性和时间两个因素来度量其数据质量，然后根据数据质量进行相应的声誉更新。

技术领域

本发明属于车联网群智感知领域技术，具体涉及一种基于区块链的车联网群智感知声誉管理系统及方法。

背景技术

随着城市人口的增长，汽车的数量开始增加，这可能导致道路和停车场的拥堵。车联网群智感知(VCS)是一种新兴的感知范例，其中车辆使用车载传感器来收集和共享实时交通信息，这可以帮助改善用户的驾驶体验并为道路上的驾驶员提供其他服务，而无需建立额外的专用基础设施。基于车联网群智感知的优点，一些实际的VCS应用已经出现。在VCS应用程序中，声誉系统用于维护和更新声誉值，声誉值通常是可靠的工作人员选择、奖励计算等的基准。因此，设计良好的声誉系统对于VCS应用程序至关重要。

最接近的现有技术：Bhattacharjee等人提出了一种用于移动群智感知的声誉模型(Bhattacharjee S,Ghosh N,Shah V K,et al.QnQ:Quality and Quantity basedUnified Approach for Secure and Trustworthy Mobile Crowdsensing[J].IEEETransactions on Mobile Computing,2018:1-1)，能够有效关联声誉得分量化数据的可信度，并根据声誉将用户划分为诚实、自私或恶意三种类别。在该方案中，首先对数据的反馈进行收集并根据反馈数量计算基于信任、不信任和不确定的贝叶斯推理后验概率。之后，使用广义理查德曲线和Kohlsrausch松弛函数分别建模信任和不确定性的权重，将数据的预期真实性建模为回归模型。随后，基于累积前景理论使用链接函数将预期的真实性转换为数据质量度量。最后，通过追踪用户上传数据的质量度量计算用户的声誉得分，并根据声誉的分数将用户划分成诚实、自私和恶意三种类别。用户的声誉得分影响其参与任务获得的奖励和系统对其提交数据的决策，即是否对数据显示的信息进行发布。客观上该技术存在一些不足：首先该技术系统模型是集中式的存在单点故障的问题，并且其在一些假设条件下才可以抵御合谋攻击和Sybil攻击。其次，该技术并没有考虑参与车辆的隐私问题，没有提出相关的隐私保护技术。外此，现有技术在度量数据质量时只考虑了数据的真实性这一个因素，无法保证公平地量化数据质量。最后，现有技术中声誉的计算更新由服务平台完成，可能会被篡改或者给出错误的声誉值计算结果，存在一定的安全风险。

发明内容

针对现有的移动群智感知的声誉模型存在的上述隐私安全问题，本发明提供一种基于区块链的车联网群智感知声誉管理系统及方法，通过使用身份验证技术，使恶意车辆无法伪造身份；通过使用轻量级的可追踪环签名算法保护车辆隐私信息，同时能够追踪车辆身份完成声誉更新和撤销恶意车辆身份，实现有条件的匿名性；通过数据的真实性和时间两个因素来度量其数据质量，然后根据数据质量进行相应的声誉更新。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于区块链的车联网群智感知声誉管理系统，该系统包括区块链网络、雾服务器、车辆和匿名撤销机构；

所述区块链网络是指由不同交通区域的雾服务器组成的联盟区块链，用于通过智能合约完成声誉的更新；

所述雾服务器充当基于PoA的联盟区块链中的共识节点，用于验证并打包新加入区块链以维持区块链网络，负责任务的发布、数据的接收和数据质量的量化；另外，本地雾服务器维护一个声誉列表，其中包括车辆的身份和声誉；

所述车辆分为两类：上传者和报告者，所述上传者在车联网群智感知任务中始终会生成有关交通信息的数据报告；所述报告者把对该报告的反馈意见提供给雾服务器；