车联网可信状态数据证明方法技术

本发明专利技术提供了一种车联网可信状态数据证明方法，包括：采集车辆状态数据，对所述车辆状态数据签名后打包发送至车辆企业的数据处理平台；所述数据处理平台验证所述车辆状态数据是否符合预设条件，将符合预设条件的数据构建Merkle Tree，并保存所述Merkle Tree中所有的哈希运算路径，将包含Merkle Tree根哈希值和签名信息的数据包广播给所有的共识节点；利用共识算法将区块写入区块链中；在所述区块链中根据根哈希值的摘要值，查询其是否在相应区块的Merkle Tree叶子结点参数中，若存在，证明数据可信。据可信。据可信。

【技术实现步骤摘要】
车联网可信状态数据证明方法


[0001]本专利技术涉及车联网
，特别涉及一种车联网可信状态数据证明方法。

技术介绍

[0002]随着交通工具的现代化和汽车数量的急剧增加，车辆事故也不断增加。车辆事故发生后，需要采集车辆行驶状态数据等，根据状态数据来判断车辆事故发生的真正原因，因此，状态数据的真实性就显得尤为重要。
[0003]现有技术中，公开号CN111245966 A“一种基于区块链架构的车联网信息共享方法”提出了车联网信息共享激励方法，激励汽车主动共享信息，车辆用户可以被动接收其余车辆的信息，但无法保证接受信息的可靠性、真实性，共享的信息依旧存在被篡改、被攻击的可能性。公开号CN111464980 A“一种车联网环境下基于区块链的电子取证装置及取证方法”提出了车辆信息由路测单元RSU采集，交管部门和RSU设备为共识节点，保存数据并写入区块链中，该设计模型将区块数据的广播和共识功能放入RSU设备中，严重增加了RSU设备的工作负载，当大规模安装RSU设备后，会面临RSU设备的数据处理速度慢、网络吞吐量不足等严峻问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种车联网可信状态数据证明方法，其目的是为了使可信状态数据具有真实性、不可篡改性等特点，在现有车载单元OBU硬件能力下，该证明方法能够满足大规模的实际应用。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种车联网可信状态数据证明方法，包括：步骤1，采集车辆状态数据，对所述车辆状态数据签名后打包发送至车辆企业的数据处理平台；步骤2，所述数据处理平台验证所述车辆状态数据是否符合预设条件，将符合预设条件的数据构建Merkle Tree，并保存所述Merkle Tree中所有的哈希运算路径，将包含Merkle Tree根哈希值和签名信息的数据包广播给所有的共识节点；步骤3，所述共识节点根据所述数据包构建相应的Merkle Tree结构，并使用Merkle Tree结构中所有的节点数据生成新的区块，利用共识算法将区块写入区块链中；步骤4，在所述区块链中根据根哈希值的摘要值，查询其是否在相应区块的Merkle Tree叶子结点参数中，若存在，证明数据可信。
[0006]其中，所述步骤1包括：每辆车都有对应的用于数字签名的密钥对；当车辆正常驾驶时，车载单元OBU定期采集车辆状态数据；当车辆行驶状态异常时，车载单元OBU立即采集车辆状态数据；其中，表示车辆状态数据，用私钥对状态数据的摘要值进行签名，得到签名数据；
将状态数据、签名数据、车辆唯一标识和时间戳打包成车辆数据，发送至车辆企业的数据处理平台。
[0007]其中，所述步骤2包括：车辆企业持有用于对企业数据包进行签名的密钥对；接收到车辆数据后，用车辆的签名公钥计算验签数据，计算车辆数据包中摘要值，比较和是否一致，若一致，则说明数据包来源可信，未被篡改过；根据时间周期，将本时间段内接收到的所有车辆数据构建成一个Merkle Tree结构，车辆状态数据的摘要值是Merkle Tree的叶子节点，所有叶子节点两两相互哈希运算得到摘要值是子节点，以此类推得到Merkle Tree的根哈希值，Merkle Tree的构建过程为运算路径，车辆企业将保存Merkle Tree中所有的哈希运算路径；使用私钥对根哈希值进行签名，得到签名数据，将签名数据、根哈希值、车辆企业唯一标识和时间戳打包为数据包广播给所有的共识节点。
[0008]其中，所述步骤3包括：接收到企业数据，对所述企业数据进行验签操作，使用企业的签名公钥计算验签数据,判断验签数据 和数据包中是否一致，若一致，则说明车辆企业数据包可信，未被篡改过；根据时间周期，将本时间段内接收到的所有企业数据包，从中取出所有的根哈希值，对每一个根哈希值取摘要值来构建一个Merkle Tree结构，摘要值作为Merkle Tree结构的叶子节点，所有叶子节点两两相互哈希运算得到摘要值是子节点，得到一个完整的Merkle Tree结构，使用Merkle Tree结构中所有的哈希值生成区块；块头包含常见的时间戳信息、区块体摘要信息、区块编号、父区块的摘要值信息，区块体由Merkle Tree结构中所有的哈希数据构成；共识节点遵循共识算法进行投票，选取Leader节点将区块数据写入区块链中，其余节点同步数据。
[0009]其中，还包括：车辆发生事故后，车辆企业出示车辆行驶的状态数据和其签名数据。
[0010]其中，具体包括：对签名数据验签，比较验签数据和状态数据的摘要值是否一致，若一致，则说明数据来源可靠，未被篡改；验签成功后，计算状态数据所属车辆数据包的摘要值，查询摘要值对应的Merkle Tree运算路径；车辆数据包的摘要值是Merkle Tree的叶子节点，其运算路径是叶子节点两两哈希得到子节点哈希值，子节点两两哈希得到上一层子节点哈希值，类推得到Merkle Tree的根哈希值；
当由车辆数据包的摘要值作为叶子节点，向上查询对应子节点的哈希值，最终查询到车辆数据包Merkle Tree中的根哈希值；计算的摘要值，查询该摘要值是否在区块链中作为某一个区块的Merkle Tree叶子节点存在，倘若能找到指定区块且摘要值能查询到Merkle Tree叶子节点的运算路径，说明车辆企业提供的车辆数据是可信的，状态数据具有真实性。
[0011]本专利技术的上述方案有如下的有益效果：本专利技术的车联网可信状态数据证明方法将联盟链技术用于车联网中车辆状态数据的证明，具有信任力的国家机构或具有检测资质的第三方企业担任共识节点的身份，所有的共识节点通过投票的方式选出Leader节点，由Leader节点将区块数据提交到区块链中，其余节点同步数据，大大提高了共识效率，保证数据的时效性，同时为数据提供了一定的公信力，解决了当前车辆事故中车辆状态数据的不可信的问题。将车辆状态数据的Merkle Tree根哈希值写入区块链中，用区块链技术保障了车辆可信状态数据的完整性和不可篡改性，解决了现如今车辆事故中车辆状态数据的易篡改性。提供了车辆状态数据的验证过程，在不泄露其余车辆隐私的情况下，找到Merkle Tree的根哈希值，最终查询到区块链中具体区块信息，验证了车辆状态数据的真实性、可靠性。车辆车载单元OBU只采集车辆状态数据，不充当共识节点，避开了OBU设备运算能力不足、网络吞吐量低等硬件缺点，更适用于实际场景的大规模使用。
[0012]本专利技术的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的车联网可信状态数据证明方法的整体架构图。
[0014]图2是本专利技术的车辆终端和车辆企业端之间的信息流程图。
[0015]图3是本专利技术的车辆企业端和可信机构节点之间的信息流程图。
[0016]图4是本专利技术的可信机构节点接收车辆企业数据的共识过程流程图。
[0017]图5是本专利技术的车辆可信状态数据验证的流程图。
[0018]图6是本专利技术的Merkle Tree数据存储结构。
具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车联网可信状态数据证明方法，其特征在于，包括：步骤1，采集车辆状态数据，对所述车辆状态数据签名后打包发送至车辆企业的数据处理平台；步骤2，所述数据处理平台验证所述车辆状态数据是否符合预设条件，将符合预设条件的数据构建Merkle Tree，并保存所述Merkle Tree中所有的哈希运算路径，将包含Merkle Tree根哈希值和签名信息的数据包广播给所有的共识节点；步骤3，所述共识节点根据所述数据包构建相应的Merkle Tree结构，并使用Merkle Tree结构中所有的节点数据生成新的区块，利用共识算法将区块写入区块链中；步骤4，在所述区块链中根据根哈希值的摘要值，查询其是否在相应区块的Merkle Tree叶子结点参数中，若存在，证明数据可信。2.根据权利要求1所述的车联网可信状态数据证明方法，其特征在于，所述步骤1包括：每辆车都有对应的用于数字签名的密钥对；当车辆正常驾驶时，车载单元OBU定期采集车辆状态数据；当车辆行驶状态异常时，车载单元OBU立即采集车辆状态数据；其中，表示车辆状态数据，用私钥对状态数据的摘要值进行签名，得到签名数据；将状态数据、签名数据、车辆唯一标识和时间戳打包成车辆数据，发送至车辆企业的数据处理平台。3.根据权利要求2所述的车联网可信状态数据证明方法，其特征在于，所述步骤2包括：车辆企业持有用于对企业数据包进行签名的密钥对；接收到车辆数据后，用车辆的签名公钥计算验签数据，计算车辆数据包中的摘要值，比较和是否一致，若一致，则说明数据包来源可信，未被篡改过；根据时间周期，将本时间段内接收到的所有车辆数据构建成一个Merkle Tree结构，车辆状态数据的摘要值是Merkle Tree的叶子节点，所有叶子节点两两相互哈希运算得到摘要值是子节点，以此类推得到Merkle Tree的根哈希值，Merkle Tree的构建过程为运算路径，车辆企业将保存Merkle Tree中所有的哈希运算路径；使用私钥对根哈希值进行签名，得到签名数据，将签名数据、根哈希值、车辆企业唯一标识和时间戳打包为数据包广...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓庭波，蔡洁，胡荣，向斌，田谷，曹秋雷，王梦瑶，
申请(专利权)人：湖南密码工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：