车联网中区块链辅助的紧急消息信任评估方案.pdf

收稿日期:网络出版时间:基金项目:国 家 自 然 科 学 基 金(,);广 东 省 网 络 与 信 息 安 全 漏 洞 研 究 重 点 实 验 室 项 目(B );广 东 省 重 点 研 发 计 划(B );广 东 省 基 础 与 应 用 基 础 研 究 基 金(A ,A ,A );广州市科技计划项目(,);中央高校基本科研业务费专项资金()作者简介:周浩(),男,暨南大学硕士研究生,E m a i l:l z y h a o z h o u c o m马建峰(),男,教授,E m a i l:j f m a m a i l x i d i a n e d u c n王立波(),男,讲师,E m a i l:w a n g l i b o b m a i l s u c a s e d u c n吴永东(),男,教授,E m a i l:w u y d q q c o m范文杰(),男,暨南大学硕士研究生,E m a i l:f a n w e n j i e l i v e c n通信作者:刘志全(),男,副研究员,E m a i l:z q l i uv i p q q c o m网络出版地址:h t t p s:/k n s c n k i n e t/k c m s/d e t a i l/T N h t m ld o i 敭 j 敭i s s n 敭 敭 敭 车联网中区块链辅助的紧急消息信任评估方案周浩,马 建 峰,刘 志 全,王 立 波,吴 永 东,范 文 杰(暨南大学 信息科学技术学院,广东 广州 ;西安电子科技大学 网络与信息安全学院,陕西 西安 ;广东省网络与信息安全漏洞研究重点实验室,广东 广州 ;数力聚(北京)科技有限公司,北京 )摘要:车联网因其在提高道路安全和交通效率方面存在的巨大潜力吸引了广泛关注.然而,在车联网中,车辆对紧急消息的信任评估需要同时满足低时延和高准确性.为解决现有车联网信任管理方案在紧急消息信任评估过程中时延高、准确性低的问题,提出一种车联网中区块链辅助的紧急消息信任评估方案.在该方案中,首先使用区块链技术分布式存储车辆信任值,实现车辆信任值的可信存储;接着设计预先缓存策略和查询后缓存策略,将其分别与智能合约结合设计信任值查询算法,以低时延地查询车辆信任值;然后基于所提信任值查询算法,引入车辆信任值并结合车辆位置以及消息新鲜度作为紧急消息信任评估的参考因子;最终实现紧急消息的低时延、高精准信任评估.与现有方案相比,所提方案的信任值查询效率提升了约 ,信任评估准确率提升了约 .此外,笔者还对比了所提两种缓存策略,其中预缓存策略的查询效率相比查询后缓存策略提升约 ,但存储空间开销增加约 .关键词:车联网;紧急消息;区块链;智能合约;信任评估中图分类号:T P 文献标识码:A文章编号:()B l o c k c h a i n a s s i s t e ds o l u t i o nf o r e m e r g e n c ym e s s a g e t r u s te v a l u a t i o n i nt h eV A N E TZHO UH a o MAJ i a n f e n g L I UZ h i q u a n WANGL i b o WUY o n g d o n g F AN W e n j i e 敭 C o l l e g eo f I n f o r m a t i o nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y J i n a nU n i v e r s i t y G u a n g z h o u C h i n a 敭 S c h o o l o fC y b e rE n g i n e e r i n g X i d i a nU n i v e r s i t y X i a n C h i n a 敭 G u a n g d o n gP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fC y b e ra n dI n f o r m a t i o nS e c u r i t yV u l n e r a b i l i t yR e s e a r c h G u a n g z h o u C h i n a 敭 C y b e r d a t a f o r c e B e i j i n g T e c h n o l o g yL t d B e i j i n g C h i n a 年月第 卷第期西安电子科技大学学报J OURNA LO FX I D I ANUN I V ER S I TYA u g V o l N o h t t p:/j o u r n a l x i d i a n e d u c n/x d x bA b s t r a c t V e h i c u l a ra d h o cn e t w o r k s VAN E T h a v ea t t r a c t e dal o to fa t t e n t i o nb e c a u s eo ft h e i rg r e a tp o t e n t i a l t oi m p r o v er o a ds a f e t ya n dt r a f f i ce f f i c i e n c y 敭 H o w e v e r i nt h eVAN E T t h et r u s ta s s e s s m e n to fe m e r g e n c ym e s s a g e sb yv e h i c l e sn e e d st om e e tb o t hl o wl a t e n c ya n dh i g ha c c u r a c y 敭 I no r d e rt os o l v et h ep r o b l e mo fh i g hl a t e n c ya n dl o wa c c u r a c yo ft h ee x i s t i n gt r u s tm a n a g e m e n ts c h e m ei nt h eVAN E Ti nt h ep r o c e s so fe m e r g e n c y m e s s a g et r u s ta s s e s s m e n t t h ea u t h o rp r o p o s e sas c h e m ef o rb l o c k c h a i n a s s i s t e de m e r g e n c ym e s s a g e t r u s t e v a l u a t i o n i nt h eVAN E T敭 I nt h i ss c h e m e f i r s t t h eb l o c k c h a i nt e c h n o l o g yi su s e dt os t o r e t h ev e h i c l e t r u s tv a l u e i nad i s t r i b u t e dm a n n e rt or e a l i z et r u s t e ds t o r a g eo f t h ev e h i c l et r u s tv a l u e n e x t t h ep r e c a c h i n gs t r a t e g ya n dp o s t q u e r yc a c h i n gs t r a t e g ya r ed e s i g n e d w h i c ha r ec o m b i n e dw i t ht h es m a r t c o n t r a c t t od e s i g nt h et r u s tv a l u eq u e r ya l g o r i t h mr e s p e c t i v e l yt oq u e r yt h ev e h i c l et r u s tv a l u ew i t hl o wl a t e n c y a n dt h e n b a s e do nt h ep r o p o s e dq u e r ya l g o r i t h m v e h i c l et r u s tv a l u e sa r ei n t r o d u c e d a n dv e h i c l el o c a t i o na n d m e s s a g ef r e s h n e s sa r ec o m b i n e da sr e f e r e n c ef a c t o r sf o re m e r g e n c y m e s s a g et r u s te v a l u a t i o n 敭 F i n a l l y l o wl a t e n c ya n dh i g ha c c u r a c yi ne m e r g e n c y m e s s a g et r u s te v a l u a t i o ni sa c h i e v e d 敭C o m p a r e dw i t ht h ee x i s t i n gs o l u t i o n s t h ep r o p o s e ds o l u t i o ni m p r o v e st h et r u s tv a l u eq u e r ye f f i c i e n c yb ya b o u t 敭 敭 a n dt h e t r u s t e v a l u a t i o na c c u r a c yb ya b o u t敭 敭 I na d d i t i o n t h ea u t h o rc o m p a r e st h e t w op r o p o s e dc a c h i n gs t r a t e g i e s w i t ht h ep r e c a c h i n gs t r a t e g yi m p r o v i n gt h eq u e r ye f f i c i e n c yb ya b o u t 敭 b u t i n c r e a s i n gt h es t o r a g es p a c eo v e r h e a db ya b o u t 敭 敭 a sc o m p a r e dw i t ht h ep o s t q u e r yc a c h i n gs t r a t e g y 敭K e yW o r d s v e h i c u l a ra d h o cn e t w o r k s e m e r g e n c ym e s s a g e b l o c k c h a i n s m a r t c o n t r a c t t r u s t e v a l u a t i o n 引言如今,由于车联网(V e h i c u l a rA d h o cN E T w o r k s,VAN E T)在提高道路安全和交通效率方面的巨大潜力,其已经成为一个备受关注的研究领域.VAN E T的主要思想是车辆和路侧单元(R o a dS i d eU n i t,R S U)采用先进的无线通信技术,以单跳或多跳的方式实现车辆到车辆(V e h i c l e t o V e h i c l e,V V)和车辆到路侧单元(V e h i c l e t o R S U,V R)的通信,最终形成一