隨著智能交通的迅速發(fā)展,車載自組織網(wǎng)絡(luò)（Vehicular ad-hoc network,VANET）為道路上的車輛提供了自組織的數(shù)據(jù)傳輸能力和路況預(yù)警功能,以便改善交通流量和減少道路擁堵。但是,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間在不安全的通信信道中進(jìn)行數(shù)據(jù)共享時(shí),存在諸如身份的真實(shí)性和消息的可靠性等安全問題,對(duì)車輛和駕駛員構(gòu)成重大威脅。車輛產(chǎn)生的大量交通數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在可信中心數(shù)據(jù)庫(kù),致使其維護(hù)成本過高和調(diào)控效率緩慢,且易受單點(diǎn)攻擊。另外,由于車載自組織網(wǎng)絡(luò)還處在發(fā)展階段,網(wǎng)絡(luò)中的車輛參與信息交互的積極性并不高,急需一種激勵(lì)或懲罰機(jī)制來促使節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)共享。針對(duì)以上的安全挑戰(zhàn),本文提出了一種為車載自組織網(wǎng)絡(luò)的基于區(qū)塊鏈的安全共享與激勵(lì)合約方案。本方案的主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）基于橢圓曲線上雙線性配對(duì)性質(zhì),設(shè)計(jì)了一種數(shù)字簽名方案應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)共享過程,并結(jié)合區(qū)塊鏈的分布式存儲(chǔ)和密碼學(xué)技術(shù),確保了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。該方案將車輛作為感知節(jié)點(diǎn),它可以感知數(shù)據(jù)并共享給其他節(jié)點(diǎn),路側(cè)單元作為共識(shí)節(jié)點(diǎn),可驗(yàn)證消息的有效性和參與新區(qū)塊的共識(shí)過程。通過安全性分析和通信開銷分析表明,該方案滿足去中心化、隱私保護(hù)... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

相關(guān)工具的安裝(2)假設(shè)，本實(shí)驗(yàn)由HypweledgerFabric構(gòu)成的車載自組織網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟鏈中，有四種路

第五章基于區(qū)塊鏈的VANET數(shù)據(jù)安全共享與激勵(lì)合約仿真分析45圖5.1相關(guān)工具的安裝(2)假設(shè)，本實(shí)驗(yàn)由HypweledgerFabric構(gòu)成的車載自組織網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟鏈中，有四種路側(cè)單元節(jié)點(diǎn)，包括peer0和peer1兩種節(jié)點(diǎn)、一個(gè)排序節(jié)點(diǎn)(Order)和一個(gè)證書節(jié)點(diǎn)(CA)。車輛節(jié)點(diǎn)作為客戶端節(jié)點(diǎn)參與信息交互，并將道路數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字簽名上傳給peer節(jié)點(diǎn)，peer節(jié)點(diǎn)可驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性和轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的操作內(nèi)容進(jìn)行編寫，然后發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中并生成，如圖5.2所示。圖5.2創(chuàng)建及部署相關(guān)節(jié)點(diǎn)在相關(guān)目錄下，下載fabric環(huán)境所需容器的可執(zhí)行腳本，并編寫各個(gè)節(jié)點(diǎn)所需進(jìn)行的操作內(nèi)容。如order節(jié)點(diǎn)部分，該節(jié)點(diǎn)的功能為收集車輛節(jié)點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，

第五章基于區(qū)塊鏈的VANET數(shù)據(jù)安全共享與激勵(lì)合約仿真分析46并進(jìn)行排序整理打包成區(qū)塊，CA部分則由可信權(quán)威機(jī)構(gòu)代表，負(fù)責(zé)驗(yàn)證車輛的身份和發(fā)放相關(guān)證書，peer0和peer1兩種節(jié)點(diǎn)的身份不同，負(fù)責(zé)的功能也不相同。編寫完成后為檢查網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用了docker-compose啟動(dòng)所有容器。(3)當(dāng)部署好order、CA、peer0和peer1四種節(jié)點(diǎn)后，則完成了一個(gè)簡(jiǎn)單的車載自組織網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟鏈部署，如圖5.3所示。系統(tǒng)將生成各節(jié)點(diǎn)唯一的容器ID、鏡像發(fā)布、命令名稱和創(chuàng)建時(shí)間，以便各節(jié)點(diǎn)之間的信息交互。若需增加更多的節(jié)點(diǎn)，只需通過peer0和peer1兩種不同的節(jié)點(diǎn)分別建立一個(gè)通道，并分別在各自的通道內(nèi)添加相應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)。圖5.3各個(gè)節(jié)點(diǎn)的基本信息綜上，本人完成了四種節(jié)點(diǎn)的聯(lián)盟鏈部署，以實(shí)現(xiàn)它們之間的信息交互。由仿真表明，本方案在車載自組織網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)以路側(cè)單元作為聯(lián)盟鏈的共識(shí)節(jié)點(diǎn)是可行的，且聯(lián)盟鏈保證了成員之間的通信安全。然后，共識(shí)節(jié)點(diǎn)之間將按照事先編寫好的激勵(lì)合約相應(yīng)的執(zhí)行后一步操作，包括區(qū)塊的共識(shí)與存儲(chǔ)，或獎(jiǎng)勵(lì)分配等。另外，Hyperledgerfabric可允許多種SDK以支持各種不同的編程語言，如SDK-Java、SDK-Go和SDK-Node。5.2安全性分析上一小節(jié)，本人對(duì)方案的部署進(jìn)行了仿真，并證實(shí)了本方案的可行性和可操作性。在本小節(jié)，本人通過考慮幾個(gè)重要的安全特性，并更進(jìn)一步的分析了本方案的安全性。車載自組織網(wǎng)絡(luò)中保證數(shù)據(jù)的安全至關(guān)重要，本方案在節(jié)點(diǎn)之間的信息交互中用到了數(shù)字簽名技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)的不可否認(rèn)性和可靠性，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)用區(qū)塊鏈中的密碼學(xué)技術(shù)使數(shù)據(jù)具有安全性和防篡改性，本文研究的這些方法滿足信息交互和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的安全性要求，幾個(gè)相關(guān)特性如下所示：(1)去中心化與傳統(tǒng)的車載自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式不同，本文采?

【參考文獻(xiàn)】：
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