[发明专利]一种基于联盟区块链的智能交通数据安全访问方法

说明书

一种基于联盟区块链的智能交通数据安全访问方法，包括车载单元、路边单元以及数据请求者，其中，数据请求者又包括保险公司、交警、交通信号监管部门、汽车维修供应商、车载单元。车载单元对交通数据进行基于身份的签密，然后发送给路边单元；路边单元对密文进行代理重加密，预选的路边单元记账节点将重加密密文记录到区块中；数据请求者根据身份权限从区块链上解密获取相应的交通数据；最后，数据请求者分析获取的交通数据，利用智能合约为车载单元提供快捷舒适的综合服务。本发明打破了传统智能交通系统中心化的结构，不仅满足交通数据访问控制中对安全性和隐私性的要求，在计算开销、通信开销方面也具有较大优势。

技术领域

本发明属于智能交通的大数据存储、安全访问与综合服务，涉及到信息安全领域中的区块链技术，以及基于身份签密的代理重加密和数据安全性验证的方法。

背景技术

随着科技的持续发展和时代的快速进步，汽车已成为人们日常生活不可或缺的交通工具。现有的智能交通系统主要通过安置在道路两旁的检测设备和路面的传感器实时获取车流信息，这些设施的购买和维护需要花费大量的人力、物力和财力，而且对复杂车流量动态变化的场景并不适用。近几年，无线通信技术与车辆的融合推动了车联网的发展，车联网中的车辆具有检测与通信能力，可以发布和传送信息，便于其他车辆或管理部门获取准确的交通信息，车联网的出现为智能交通带来了历史性的变革。

由于车联网的车辆在开放的无线通道中通信，攻击者很容易获取和篡改车辆的隐私信息，如驾驶路径、身份等，所以保证车辆安全和机密的进行信息交互至关重要。TrupilLimbasiya等在《Physical Communication》2019,34“Secure message confirmationscheme based on batch verification in vehicular cloud computing”中提出了一种有效的车辆云计算认证机制，可抵御多种安全攻击，如明文攻击、中间人攻击、重放攻击等，该方案无论是在计算开销还是能量方面消耗都很少，但是通信开销偏大。为了降低通信开销，无证书聚合签名算法被提出，不仅解决了密钥托管问题，还节约了网络带宽。为确保接收的交通信息未被篡改或伪造，Xu Yang等在《Vehicular Communications》2019,15“Alightweight authentication scheme for vehicular ad hoc networks based on MSR”中提出了一种轻量级的匿名认证方案，可追踪发送虚假信息的恶意车辆的真实身份，为智能交通系统提供安全可信的通信环境。以上方案均需要一个第三方可信管理中心验证收集的交通数据，这种中心化的结构易发生单点崩溃，一旦中心节点被攻击，整个车联网的安全都会受到威胁，因此，有学者引入区块链技术实现去中心化。Mumin Cebe等在《IEEECommunications》2018,56(10)“Block4Forensic:An Integrated LightweightBlockchain Framework for Forensics Applications of Connected Vehicles”提出了一种轻量级的许可区块链框架，为解决交通纠纷提供综合的调查服务，也为交通事故取证和法医分析提供了新的机遇。Pradip Kumar Sharma在《IEEE Transactions onIndustrial Informatics》2019,15(7)“Blockchain-based Distributed Framework forAutomotive Industry in a Smart City”提出了一种基于区块链的分布式结构，建立可持续发展的汽车生态系统。

以上方案利用区块链技术为车联网中的车辆提供快捷高效的综合服务，但是并未对网络中的车辆节点设置数据访问权限，信息交互过程中仍存在泄露用户敏感数据和侵犯用户隐私的问题。

发明内容