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专利号: 202411105247X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.构建车联网系统,其包括车辆、路边单元、注册机构和区块链;每一个加入车联网系统的车辆向注册机构进行身份注册并获取初始信任等级;

S2.发起车辆发起一个协作服务请求,周围车辆接收该协作服务请求并选择是否响应;

S3.发起车辆计算响应车辆的本地信任值,并根据本地信任值选择响应车辆参与协作;

S4.发起车辆与协作车辆完成协作后,发起车辆对协作车辆进行信任评级并上传给路边单元;

S5.路边单元通过共识算法达成共识后上传区块,完成对协作车辆的信任信息的更新。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,在车联网系统中,每个车辆均搭载有车载单元,用于发起协作服务请求或提供协作服务;其中,根据数据重要程度将协作服务划分为一级服务、二级服务和三级服务共3类;同时在车联网系统设有n个等级,用于评估车辆行为的可信程度。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,在步骤S1中每一个加入车联网系统的车辆向注册机构进行身份注册并获取初始信任等级的过程包括:S11.车辆vi生成在车联网通信过程中使用的公钥和私钥,然后向注册机构发送身份注册请求信息,所述身份注册请求信息包括车辆vi的公钥和身份信息IDvi;

S12.注册机构接收身份注册请求信息,然后在车辆身份撤销列表 中检查身份信息IDvi是否被撤销,若是,则拒绝车辆vi加入车联网系统;若不是,则执行步骤S13;

S13.注册机构保存车辆vi的身份信息并为车辆vi颁发公钥证书,同时为车辆vi分配初始信任信息 并以交易账单的形式将车辆vi的初始信任信息转发给路边单元,路边单元将其记录在区块链上; 表示车辆vi在初次协作前,获取第i=

1,2,…,n等级信任评价的次数;为保证车辆vi在初次加入车联网时有资格参与协作,注册机构为车辆vi分配 n表示最高等级数。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,定义发起车辆va对应的车辆组v={v1,v2,...,vM},M表示车辆数量;车辆组v由发起车辆va以及发起车辆va通信范围内的所有车辆组成;在步骤S2中,发起车辆va发起协作服务请求,周围车辆接收该协作服务请求并选择是否响应的具体过程包括:S21.发起车辆va向周围车辆广播自身的协作服务请求,所述协作服务请求包括协作服务类型和公钥证书;

S22.车辆vb∈v接收到协作服务请求后,根据自身条件和发起车辆va的协作服务类型决定是否参与协作,若决定参与协作,则执行步骤S23;

S23.车辆vb向路边单元发送证书真实性验证请求,所述证书真实性验证请求包括发起车辆va的公钥证书;路边单元接收该证书真实性验证请求并转发给注册机构;

S24.注册机构接收证书真实性验证请求并查看发起车辆va的公钥证书,验证发起车辆va的公钥证书所对应身份信息IDva是否被撤销,若是,则执行步骤S25,若不是,则执行步骤S26;

S25.通过路边单元向车辆vb返回验证失败信息;车辆vb拒绝参与协作且不响应发起车辆va;

S26.通过路边单元向车辆vb返回验证成功信息;车辆vb响应发起车辆va,并向发起车辆发送响应信息,所述响应信息包括车辆vb与发起车辆va间的通信距离Da,b,车辆vb的公钥证书,以及车辆vb上一次参与协作后的交易账单信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,若车辆vb响应发起车辆va,则发起车辆va根据车辆vb发送的响应信息计算车辆vb的本地信任值,包括:S31.发起车辆va向路边单元发送验证请求,该验证请求包括车辆vb的公钥证书,以及车辆vb上一次参与协作后的交易账单信息;

S32.路边单元将验证请求转发至注册机构,注册机构查看车辆vb的公钥证书,验证车辆vb的公钥证书所对应身份信息IDvb是否被撤销,若是,则通过路边单元向发起车辆va返回验证失败信息;若不是在,则执行步骤S33;

S33.注册机构向路边单元返回验证成功信息和车辆vb计算能力Cvb,路边单元根据车辆vb上一次参与协作后的交易账单信息在区块链中查询车辆vb上一次参与协作后的信任信息 路边单元将验证成功信息、车辆vb计算能力Cvb和查询车辆vb上一次参与协作后的信任信息 一同转发给发起车辆va;

S34.发起车辆va根据车辆vb计算能力Cvb和上一次参与协作后的信任信息 计算车辆vb的本地信任值;判断车辆vb的本地信任值是否大于等于信任阈值Thre1,若是,则同意车辆vb参与协作,发起车辆va与车辆vb开始交互;若不是,则拒绝车辆vb参与协作。

6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,步骤S34发起车辆va根据车辆vb计算能力Cvb和上一次参与协作后的信任信息 计算车辆vb的本地信任,包括:S341.计算车辆vb的当前行为评估值Ea,b,表示为:

Ea,b=α1·Cvb+α2·(1‑Ploss)+α3·Fa,b其中,α1、α2、α3表示权重因子;Ploss表示传播延迟,Da,b表示车辆vb与发起车辆va间的通信距离,Dmax表示保证车辆之间正常通信的最大通信距离;Fa,b表示熟悉度,m表示车辆va和车辆vb的共同邻居数量,,j表示车辆va的邻居数量;

S342.计算车辆vb的邻居推荐值Ek,b,表示为:

其中,θa,k表示置信因子, 表示邻居vk在指定信任等级区间 下的信任值,NDTk,b表示邻居vk对车辆vb的推荐值;sk,b表示邻居vk与车辆vb交互成功次数,uk,b表示邻居vk与车辆vb交互失败次数;

S343.计算车辆vb的本地信任 表示为:

β1+β2=1

其中,β1、β2为权重因子,r表示调整因子;

S344.通过本地信任得到本地信任评级为 结合车辆vb上一次参与协作后的信任信息 得到本地信任值。

7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,步骤S4发起车辆va对参与协作的车辆vb进行信任评级,包括:S41.计算协作过程的数据包投递率PDRa,b,表示为:

其中,sa,b表示发起车辆va与车辆vb交互成功次数,ua,b表示发起车辆va与车辆vb交互失败次数;

S42.计算协作过程的时间延迟lg,表示为:

其中,tq表示协作服务开始时间,tr表示协作服务结束时间,trans(△tr)表示预期传播延迟,△tm表示最大犹豫时间;

S43.计算协作过程的交互质量 表示为:

S44.计算信任评价结果 表示为:

其中,Wa,b表示权重参数;

S45.根据信任评价结果得到发起车辆va对车辆vb最终的信任评级

8.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,发起车辆va将协作车辆vb在此次协作服务中的信任评级i上传至路边单元后,由路边单元对协作车辆vb的信任信息进行更新,包括:更新车辆vb在截止到当前第q次协作中,获取第i等级信任评价的次数 为:i

ε =λ(n+1‑i)

i

其中,ε 表示调节参数,λ表示调节因子,n表示最高等级数;

更新车辆vb的信任信息

9.根据权利要求1所述的一种基于区块链的协作式车联网信任管理方法,其特征在于,步骤S5具体包括:S61.计算每一个路边单元的哈希值,计算式为:

RSUhash=Hash(IDrsu||prehash||timestamp||nonce)其中,RSUhash表示路边单元的哈希值,Hash()表示哈希函数,IDrsu表示路边单元的编号,prehash表示区块链中上一个区块的哈希值,timestamp表示时间戳,nonce表示随机数;

S62.每一个路边单元不断调整随机数用于更新哈希值,直至有一个路边单元的哈希值小于哈希门限值TJ时,将该路边单元作为验证节点;哈希门限值TJ的计算式为:NJ=Nm‑param‑Dap

‑ωδ+θ

param=e

其中,NJ表示哈希门限值调节指数,Nm表示哈希值的位数,param表示控制哈希门限值的调节因子,Dap表示难度值调节参数;ω表示哈希门限值的调控因子,δ为任务优先指数,θ为哈希门限调控参数,numJ为当前区域服务等级为J的服务的总数;

S63.验证节点根据接收到的更新后的信任信息生成交易账单,将交易账单组装成新区块进行广播,其余路边单元对新区块进行有效性验证后返回确认信息,验证节点收到其余所有路边单元的确认信息后将新区块添加到区块链中,然后将交易账单通过路边单元发给协作车辆。