一种基于区块链的车联网中假名更换系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的车联网中假名更换系统及方法，该系统包括：证书颁发机构、可信机构、车辆、路边单元、基站和区块链。该方法包括：系统初始化和密钥生成；可信机构与车辆合作生成假名集；车辆进行假名更换；对消息进行签名；消息聚合并上传。通过使用本发明专利技术，能够同时实现假名更换的匿名性、不可链接性、消息完整性、不可否认性、可追踪、防篡改。本发明专利技术作为一种基于区块链的车联网中假名更换系统及方法，可广泛应用于区块链技术领域。可广泛应用于区块链技术领域。可广泛应用于区块链技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的车联网中假名更换系统及方法


[0001]本专利技术涉及区块链
，尤其涉及一种基于区块链的车联网中假名更换系统及方法。

技术介绍

[0002]随着万物互联的概念被提出，利用先进的互联网技术解决城市交通问题已经得到应用，借助新一代信息通信技术，实现车辆、车与人、车与路边单元之间的连接。在车联网网络中，车辆能够与基础设施之间通信，以便车主获取所需服务信息，比如停车场、加油站、周围车流量等。利用车联网的特性，能够更好的实现智能交通，如车辆拥堵的时候车辆广播相关信息，可以让其他车辆有效的规划驾驶路径。车辆定期的广播发送包含自身位置和车辆签名的固定信息，相关信息可能暴露驾驶者的当前位置和行驶轨迹。任何能截获信息的敌手都能通过这些信息对车辆进行定位和追踪。关键信息的暴露使得攻击者可以通过分析数据获取更多关于车辆的信息，包括车主的身份，家庭住址，工作单位等，这些信息的泄露会威胁到车主的隐私和安全。用户希望车联网环境更加安全，自身隐私得不到泄露，因此，要保护车辆信息传输的安全性，车辆在通信过程中的匿名性至关重要，在众多车联网隐私保护方案中都会使用假名，但是对于假名的更换比较笼统，如果车辆在不适合的位置更换假名，依然有被追踪的可能性，如果车辆更换假名的条件不加约束，则会导致系统开销过大，降低通信效率。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于区块链的车联网中假名更换系统及方法，能够同时实现假名更换的匿名性、不可链接性、消息完整性、不可否认性、可追踪、防篡改。r/>[0004]本专利技术所采用的第一技术方案是：一种基于区块链的车联网中假名更换系统，包括：
[0005]证书颁发机构，用于为注册的车辆、基站和路边单元分发密钥；
[0006]可信机构，用于与车辆合作生成车辆假名、存储车辆与假名的关系索引表、存储路边单元发送的数据；
[0007]车辆，用于与可信机构合作生成假名、根据协议更换假名；
[0008]路边单元，用于对消息进行验证并在验证成功后将数据聚合后发送到可信机构、其哈希值发送到区块链存储；
[0009]基站，用于组建假名区域并计算区域内车辆是否达到阈值；
[0010]区块链，用于存储车辆假名集哈希值、RSU假名更换区信息。
[0011]本专利技术所采用的第二技术方案是：一种基于区块链的车联网中假名更换方法，包括以下步骤：
[0012]车辆、基站和路边单元分别向可信机构和证书颁发机构注册，获取公钥、私钥和证
书；
[0013]基于预设协议，可信机构与车辆合作生成假名集；
[0014]判断到假名集中的假名使用个数大于预设值，根据基站消息进行假名更换；
[0015]车辆根据当前时间、当前假名和公私钥对对消息进行签名，并广播给周边车辆和路边单元；
[0016]路边单元确认消息的签名无误，将消息聚合后发送给可信机构，同时使用H0对聚合消息运算后，上传至区块链网络。
[0017]进一步，所述基于预设协议，可信机构与车辆合作生成假名集这一步骤，其具体包括：
[0018]车辆随机选择单个数值并基于椭圆曲线加密法计算得到第一假名值；
[0019]车辆将真实身份和第一假名值至可信机构请求生成假名；
[0020]可信机构接收到生成假名请求，验证注册信息和车辆身份并在验证通过后计算得到第二假名值；
[0021]根据第一假名值和第二假名值生成假名集并将假名集发送给车辆。
[0022]进一步，所述判断到假名集中的假名使用个数大于预设值，根据基站消息进行假名更换这一步骤，其具体包括：
[0023]基站发出组建更换假名区的广播；
[0024]车辆验证基站消息的正确性并在验证通过后请求加入区域；
[0025]基站验证车辆身份并在验证通过后同意车辆加入；
[0026]基站计算加入车辆的数量，判断到加入的车辆达到预设阈值，广播允许更换假名的信号；
[0027]车辆执行更换假名协议。
[0028]进一步，所述车辆执行更换假名协议这一步骤，其具体包括：
[0029]车辆接收到允许更换假名的信号，对基站身份进行验证；
[0030]验证成功，车辆与可信机构生成新假名集；
[0031]车辆更新假名集并更新可信机构中的索引。
[0032]进一步，还包括：
[0033]当验证消息有误，将该消息上传至区块链并上报至可信机构。
[0034]本专利技术系统及方法的有益效果是：本专利技术首先通过车辆和权威机构共同生成假名集，保证假名不被泄露；通过使用假名并根据协议更换，防止被攻击者通过车辆发出的不同消息对车辆进行语法链接攻击与语义链接攻击；利用5G基站进行边缘计算，管理更换假名区域，在车辆数量达到要求的时候，广播车辆可以进行假名更换的消息，基站提供更快的实时计算，提高通信速度；从而同时实现匿名性、不可链接性、消息完整性、不可否认性、可追踪、防篡改。
附图说明
[0035]图1是本专利技术一种基于区块链的车联网中假名更换系统的应用场景图；
[0036]图2是本专利技术一种基于区块链的车联网中假名更换方法的步骤流程图；
[0037]附图标记：1、证书颁发机构；2、可信机构；3、车辆；4、路边单元；5、基站；6、区块链。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0039]如图1所示，本专利技术提供了一种基于区块链的车联网中假名更换系统，包括：
[0040]证书颁发机构(Certification Authority，CA)，用于为注册的车辆、基站和路边单元分发密钥；
[0041]可信机构(Trusted Authority，TA)，用于与车辆合作生成车辆假名、存储车辆与假名的关系索引表、存储路边单元发送的数据；
[0042]具体地，可信权威机构，它与车辆合作生成车辆假名，存储车辆真实身份与假名的关系索引表，存储RSU发送的数据。它执行初始化后就进入离线状态，直到接收到纠纷消息，追踪虚假消息来源并处罚。它有足够的存储，处理和计算能力。其现实意义为收集相关的交通数据并对其进行分析。
[0043]车辆(Vehicle)，用于与可信机构合作生成假名、根据协议更换假名；
[0044]具体地，安装了通信设备与其它实体进行通信，频繁广播交通状况、位置信息、车辆方向和当前时间等交通相关数据。与TA共同为自己生成假名，车辆根据协议更换假名。并将与交通相关的消息签名后发送至相邻RSU。可上传任务到区块链，或者做任务获得响应奖励。
[0045]路边单元(Roadside unit，RSU)，用于对消息进行验证并在验证成功后将数据聚合后发送到可信机构、其哈希值发送到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的车联网中假名更换系统，其特征在于，包括：证书颁发机构，用于为注册的车辆、基站和路边单元分发密钥；可信机构，用于与车辆合作生成车辆假名、存储车辆与假名的关系索引表、存储路边单元发送的数据；车辆，用于与可信机构合作生成假名、根据协议更换假名；路边单元，用于对消息进行验证并在验证成功后将数据聚合后发送到可信机构、其哈希值发送到区块链存储；基站，用于组建假名区域并计算区域内车辆是否达到阈值；区块链，用于存储车辆假名集哈希值、RSU假名更换区信息。2.如权利要求1所述系统的基于区块链的车联网中假名更换方法，其特征在于，包括以下步骤：车辆、基站和路边单元分别向可信机构和证书颁发机构注册，获取公钥、私钥和证书；基于预设协议，可信机构与车辆合作生成假名集；判断到假名集中的假名使用个数大于预设值，根据基站消息进行假名更换；车辆根据当前时间、当前假名和公私钥对对消息进行签名，并广播给周边车辆和路边单元；路边单元确认消息的签名无误，将消息聚合后发送给可信机构，同时使用哈希函数对聚合消息运算后，上传至区块链网络。3.根据权利要求2所述的基于区块链的车联网中假名更换方法，其特征在于，所述基于预设协议，可信机构与车辆合作生成假名集这一步骤，其具...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳毅，崔贵焕，凌捷，罗玉，欧毓毅，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：