一种基于区块链的车联网任务可信分发方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链的车联网任务可信分发方法。方法包括：(1)初始化系统参数并建立相关模型，包括任务时延模型、车辆评分模型和声誉值模型；(2)RSU广播数据中心卸载的任务数据包消息，想要完成任务的车辆上传自己的计算能力和任务报价；(3)RSU根据声誉值模型和车辆报价分发任务；(4)RSU根据车辆返回的计算结果计算车辆评分并更新声誉值；(5)数据中心分发报酬给车辆和RSU；(6)根据车辆声誉值等多权重区块链共识算法选择矿工并发布区块即上链。本发明专利技术能快速高效地对车辆进行任务分发，并提高了数据安全性。并提高了数据安全性。并提高了数据安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的车联网任务可信分发方法


[0001]本专利技术涉及车联网任务分发领域，具体涉及一种基于区块链的车联网任务可信分发方法。

技术介绍

[0002]随着车联网和通信技术的飞速发展，将移动边缘计算和车联网结合，车载边缘计算(VEC)有能力应对复杂、异构、动态的车载环境，最大程度保障多样化的服务质量。由于车联网中存在恶意节点使得车辆传输数据并非完全可靠，因此信任管理是车联网中重要的问题之一。信任管理可实现车联网中车辆的可靠性计算，还可分配、计算和更新已经存储在RSU中的声誉值，车辆和RSU的数据安全性对于任务卸载至关重要。考虑到这些，区块链被认为是解决上述问题的可行工具。区块链由于其高安全性和可靠性，已被广泛应用于任务卸载信任问题中，区块链去中心化性质使其可在RSU之间进行信任管理并能维护数据的一致性。
[0003]目前基于区块链的车联网任务卸载问题已被广泛研究，相关学者有的利用声誉和合约理论优化共识管理，设计两阶段的软安全增强型解决方案确保数据共享方案的安全性和有效性；有的提出了一个基于区块链的车联网信任管理系统，通过车辆声誉值的计算解决消息可信度问题；有的利用区块链存储信任值，并提出信任管理方案；有的提出了基于区块链的安全计算卸载调度方案。但是现有研究大多都是侧重于任务卸载算法的研究，而对利用区块链进行任务可信分发的研究较少。因此本专利技术提出了一种基于区块链的车联网任务可信分发方法，改善由于车辆完成任务性能低下和数据安全问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的是针对车辆网中车辆完成任务性能低下以及数据安全的车辆任务分发问题，提供一种基于区块链的车联网任务可信分发方法，快速有效地进行任务分发和数据上链，从而有效提高数据安全。
[0005]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于区块链的车联网任务可信分发方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007](1)初始化系统参数，所述参数包括路边单元集R、每个路边单元j所对应的车辆集S
j
、上报计算能力的车辆任务大小任务计算量及相关模型；
[0008](2)数据中心卸载任务到RSU，RSU广播任务数据包消息，想要完成任务的车辆上传自己的计算能力f
ji
以及任务报价price
ji
[l]；
[0009](3)RSU基于声誉值模型和车辆报价的函数对车辆分发任务：首先计算RSU将任务分发给车辆的概率然后将N辆车按原序号排列，并计算任务分发给所有车辆的累积概率最后生成范围在0和1之间的随机数m，若该数在两个累计概率之间，如且如果车辆当前为空闲状态，则将任务分发给该车辆，否则继续遍历其它
车辆。
[0010](4)RSU根据车辆返回的计算结果计算车辆评分并更新声誉值(r
ji
[l]和cr
ji
[l])；
[0011](5)数据中心分发报酬给车辆和RSU，车辆和RSU所得报酬分别为Price
ji
[l]和U
j
[l]；
[0012](6)根据车辆声誉值等多权重区块链共识算法选择矿工：首先计算函数RStake(j)以及每个RSU被选为矿工的概率p(RStake
j
)；然后将k个RSU按照RSU节点原序号排列，则所有RSU当选矿工的累积概率为q(RStake
j
)；最后生成一个范围在0和1之间的随机数m，若该数在两个累计概率之间，如q(RStake
j
)＜m＜q(RStake
j+1
)，则RSU j被选为矿工，最后矿工发布区块。
[0013]所述步骤(2)中车辆上传的报价函数price
ji
[l]计算公式为：
[0014][0015]其中，E
ji
[l]为车辆完成第l个任务的能耗，s1每单位能量的价格，k为能效参数。
[0016]所述步骤(3)中函数计算公式为：
[0017][0018]其中，l
ji
为车辆完成的任务数量，price
max
为车辆上传的最高报价。
[0019]的计算公式为：
[0020]的计算公式为：
[0021]所述步骤(5)中的数据中心给车辆的报酬Price
ji
[l]的计算公式为：
[0022][0023]其中，λ0为参与任务的保底奖励，χ1为因虚报计算能力而影响时延的权重参数
[0024]RSU j的收益U
j
[l]计算公式为：
[0025][0026]所述步骤(6)中RSU的声誉值函数为：
[0027][0028]其中，最高声誉值rsu_value
j max
为100，初始声誉值rsu_value
j0
为50，f
j
_num为RSU虚假广播次数，t
j
_num为RSU诚实广播次数。
[0029]函数RStake(j)计算公式为：
[0030]p(RStake
j
)计算公式为：
[0031]q(RStake
j
)计算公式为：
[0032]有益效果：与现有技术相比，本专利技术基于区块链的车联网任务可信分发方法，能够对车辆进行有效的任务分发，并提高了数据的安全性，其性能优越，且易于实现。
附图说明
[0033]图1是本专利技术方法的应用场景图；
[0034]图2基于区块链的车联网任务可信分发方法流程图；
[0035]图3是采用本专利技术中的算法和其他算法所需带宽对比图；
[0036]图4是采用本专利技术中的算法和其他算法在不同节点数量下的通信开销对比图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0038]下面详细分析一下场景的设定与参数的设置，本专利技术不局限于实施例中具体的场景与参数的设定。
[0039]1.车联网环境设置
[0040]假设为车联网的真实环境，包括数据中心、RSU和车辆三种实体，共有5个RSU、25辆车，通过判断共产生930个任务。假设每个RSU范围内的车辆数是随机的，共有k个RSU，记作R＝{1，2，...，j，...，k}，j∈[1，k]，第j个RSU范围内的车辆集合为：h
j
为第j个RSU范围内的车辆数，则k个RSU范围内车辆总数为：
[0041]2.相关模型的建立
[0042](1)任务时延模型
[0043]任务时延模型为车辆完成第l个任务的总时延t
ji
[l]，t
ji
[l]计算公式如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的车联网任务可信分发方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)初始化系统参数，所述参数包括路边单元集R、每个路边单元j所对应的车辆集S
j
、上报计算能力的车辆任务大小任务计算量及相关模型；(2)数据中心卸载任务到RSU，RSU广播任务数据包消息，想要完成任务的车辆上传自己的计算能力f
ji
以及任务报价price
ji
[l]；(3)RSU基于声誉值模型和车辆报价的函数对车辆分发任务。(4)RSU根据计算结果计算车辆评分并更新声誉值(r
ji
[l]和cr
ji
[l])；(5)数据中心分发报酬给车辆和RSU，车辆和RSU所得报酬分别为Price
ji
[l]和U
j
[l]；(6)根据车辆声誉值等多权重区块链共识算法选择矿工并发布区块。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的车联网任务可信分发方法，其特征在于，所述步骤(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐缘，李旭杰，吕勇，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：