一种基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统，包括多个车载单元OBU、多个通讯基站BS、以及多个边缘计算EC节点，车载单元和通讯基站之间通过无线通讯的方式通信，通讯基站与EC节点之间通过无线通讯或有线通讯的方式通信，EC节点之间是通过区块链网络彼此通信，车载单元用于与其附近的其他车辆的车载单元通过安全通信的方式共享车辆安全消息VSM，车载单元还用于与其对应的BS之间通过安全通信的方式共享VSM消息。本发明专利技术能够解决现有集中式VANET系统由于黑客可以执行各种网络攻击导致系统安全性差的技术问题，以及应用数据挖掘、机器学习和深度学习算法的VANET系统中存在的系统安全性差、对中央服务器过度依赖的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统
本专利技术属于交通网络
，更具体地，涉及一种基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统。
技术介绍
智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，简称ITS)是一种结合计算机科学，无线通信，人工智能，电子控制和信息处理技术的技术，并应用于车辆制造和交通运输。ITS能够在保证交通安全，有效减少交通事故，缓解交通拥堵的前提下，充分利用现有交通条件，并提高交通运营效率。车辆自组织网络(VehicularAd-hocNetworks，简称VANET)是ITS的重要研究分支。在VANET中，车辆相互之间、车辆与通讯基站(BaseStation，简称BS)进行通信，而无需中央服务器的任何干预。然而，VANET的网络安全性低，通信隐蔽性差，并且存在由于集中式基础结构而导致的黑客入侵数据的风险。如今，为了提高VANET网络的通信安全性，研究者们主要采用两种方式对VANET网络进行改进，第一种是基于对网络架构本身进行改进的机制，包括节点认证、信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统，包括多个车载单元OBU、多个通讯基站BS、以及多个边缘计算EC节点，车载单元和通讯基站之间通过无线通讯的方式通信，通讯基站与EC节点之间通过无线通讯或有线通讯的方式通信，EC节点之间是通过区块链网络彼此通信，其特征在于，/n车载单元用于与其附近的其他车辆的车载单元通过安全通信的方式共享车辆安全消息VSM；/n车载单元还用于与其对应的BS之间通过安全通信的方式共享VSM消息；/nBS用于对来自于其信号覆盖范围内所有车载单元的VSM消息进行处理，以获取该BS所在区域的交通状况信息TCI，并将该TCI信息以广播方式发送到其当前信号覆盖范围内...

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统，包括多个车载单元OBU、多个通讯基站BS、以及多个边缘计算EC节点，车载单元和通讯基站之间通过无线通讯的方式通信，通讯基站与EC节点之间通过无线通讯或有线通讯的方式通信，EC节点之间是通过区块链网络彼此通信，其特征在于，
车载单元用于与其附近的其他车辆的车载单元通过安全通信的方式共享车辆安全消息VSM；
车载单元还用于与其对应的BS之间通过安全通信的方式共享VSM消息；
BS用于对来自于其信号覆盖范围内所有车载单元的VSM消息进行处理，以获取该BS所在区域的交通状况信息TCI，并将该TCI信息以广播方式发送到其当前信号覆盖范围内的所有车载单元；
BS还用于对来自于其信号覆盖范围内所有车载单元的VSM消息进行合并处理，并将合并处理后的VSM消息和其产生的TCI信息一起传送到对应的EC节点。
EC节点用于使用区块链技术对来自BS的VSM消息和TCI信息进行加密处理，以形成TCI区块，将该TCI区块与系统中所有剩余EC节点所形成的TCI区块一起构成TCI区块链，并将该TCI区块链上的所有TCI区块输入该EC节点已经训练好的多个深度学习模型中，以得到对应于不同交通数据处理业务的数据处理结果；
EC节点还用于使用Gentry全同态加密算法对对应于不同交通数据处理业务的数据处理结果进行加密，并将加密后的数据处理结果传送到其对应的所有BS；
BS还用于将来自于EC节点的数据处理结果以广播方式发送到其信号覆盖范围内的所有车载单元；
车载单元还用于接收其附近的BS发送的加密后的数据处理结果，使用自己的私钥对该数据处理结果进行解密，以获得明文。


2.根据权利要求1所述的基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统，其特征在于，车载单元与其他车载单元通过安全通信的方式共享VSM的过程包括以下子步骤：
(a1)车载单元vi通过传感器连续监视车辆安全消息，对该车辆安全消息进行预处理，以得到预处理后的车辆安全信息VSM(vi)，其中i表示车载单元在所有车载单元中的序号，且i∈[1，N]，N是本发明系统中车载单元的总数；
(b1)车载单元vi对步骤(a1)处理后的车辆安全信息VSM(vi)进行加密处理，以得到加密结果Ssp(vi)，使用WAVE短消息和TCP/IP协议对加密结果Ssp(vi)进行封装处理以获得WSM数据包WSM(vi)，并将该WSM数据包WSM(vi)通过广播方式传输到该车载单元vi附近的所有车载单元，其中sp表示加密过程使用的私钥；
(c1)车载单元vi附近的车载单元通过控制信道CCH获取车载单元vi发送的WSM数据包WSM(vi)，利用WSM和TCP/IP协议对WSM数据包WSM(vi)进行解封装处理，并使用车载单元vi提供的公钥对解封装处理结果进行解密处理，以获取车载单元vi的车辆安全信息VSM(vi)。


3.根据权利要求1所述的基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统，其特征在于，
VSM消息包括车辆位置信息、行驶速度信息、行驶方向信息、以及车辆制动状态信息；
TCI信息包括交通事故信息和/或交通拥堵信息；
交通数据处理业务包括车辆识别和交通流量预测。


4.根据权利要求1所述的基于区块链和深度学习的去中心化分布式VANET系统，其特征在于，EC节点使用区块链技术对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建国，李肯立，唐卓，刘刚，李克勤，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43