[发明专利]一种车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法

说明书

本发明公开了一种适用于车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法，属于群智感知领域，涉及区块链在车联网环境下的结合与使用。主要包括系统注册及初始化、设备层、边缘层和云计算层间设备的搭建及具体通信过程、区块链中主动矿工的选择、子信道的选取和分配等。一方面通过运用区块链技术对车联网中车辆上传的信息进行上链操作，保护了节点信息的安全性。另一方面，借助深度强化学习和子信道上传交易信息，减少了主动矿工被攻击的可能性及通信中的传输延迟。

技术领域

本发明涉及一种车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法，属于群智感知领域，涉及区块链在车联网环境下的结合与使用。

背景技术

随着信息通信技术的发展，车辆群体感知被广泛应用于智能传输系统，进而为实时的交通运行提供依据。近几年，由于自动驾驶的驱动，以及用户关注隐私保护所引发的数据安全认知，车辆已经被消费者理所当然地认定为电子产品。因此，为了保证车辆群体感知的连通性，并确保智能交通管理网络更好地为车辆提供服务，这对于高速动态拓扑和不信任的车联网通信环境而言尤为重要。

然而，车辆群体感知在面对车联网中数据收集、传输和处理的过程中，也会出现一些不可避免的问题。首先，在信息的传输过程中，由于智能传输系统需要对车辆群体感知的数据进行采集，其中涉及车辆的隐私信息，如用户的身份和车辆位置等，当车辆上传自己的感知信息给其他车辆或者系统管理中心时，隐私信息极有可能会被第三方或者恶意的攻击者进行攻击，如窃取隐私信息、上传与原有信息不一致的假信息等。因此，如何保证不可信信道中传输信息的完整性，并识别传输过程中是否存在攻击者仍具有极大挑战性。然后，是信息的即时性，车辆传输的信息具有时效性，如信息生成后传输至交通管理服务器所需要的时间，当车联网中大量的终端需要访问服务器时，由于带宽的限制，如何在车辆和基站之间实现低时延和可靠通信来保证信息的时效性也变得尤其重要。针对通信中信息被攻击的可能性，借助区块链去中心化、透明化和不可篡改的特性来保护用户的隐私数据，以确保通信更加安全。然而，在共识机制的选取中，基于权益证明的共识机制会因大量的权益拥有者可能会选取攻击者作为主动矿工，从而破坏区块链系统的正常运行，这对如何设置一种可兼容的主动矿工选择机制来弥补攻击的存在也迫在眉睫。

针对上述车辆群体感知及其通信过程中遇到的安全和延迟问题，本发明提出一种适用于车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法，通过借助深度强化学习自主选择主动矿工，使感知平台的安全性得到最大化体现，并减小区块链的传输延迟；对于传输过程中信息的即时性，借助子信道及双边匹配算法来减少上传通信的延迟。

上述这种车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法的主要机制在于：在保护车辆节点设备数据隐私方面，可以借助区块链去中心化、透明化、防篡改等特性，保证通信中传输信息的安全性；依托深度强化学习的等级评分机制，选择主动矿工，避免区块链系统受到其他第三方攻击；采用双边的信道分割子信道方法，减少了网络中的通信延迟。这种平台的设置目的不仅确保了网络中通信节点数据的安全性，同时借助降低网络通信的子信道上传方法，保证了通信中的网络时延。

发明内容

本发明的主要内容是一种适用于车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法，主要包括区块链中矿工选择机制和智能传输系统的集成。其采用的技术方案为：1)智能传输系统集成，包括系统注册及初始化、设备层、边缘层和云计算层间设备的搭建及具体通信模式；2)矿工选择：包括区块链中主动矿工的选择；3)子信道访问：包括子信道的选取和分配。

本发明采用的技术方案为适用于车联网环境下数据传输与防护并行的群体感知方法，该方法的实现步骤如下：

步骤S1:系统注册及初始化；

步骤S2：基站负载平衡设计；

步骤S3：设备层搭建及信息传输；

步骤S4：边缘层搭建及区块生成；

步骤S5：云计算层搭建及信息传输；