[发明专利]基于区块链的车联网信任管理方法和系统

说明书

本发明提供一种基于区块链的车联网信任管理方法和系统，所述方法包括以下步骤：S1，证书管理机构将路侧单元划分为第一至第四层不同的集群；S2，车辆与车载网进行通信，并在第一层集群中共享消息；S3，由第一层集群的领导者将消息发送给第二层集群的领导者；S4，第二层集群的领导者将用户电子凭证写入密钥管理子系统；S5，消息从第一层集群发送到第四层集群，并在发送过程中逐级压缩；S6，由第四层集群的领导者写入用户声誉信息；S7，在第四层集群加入证书管理员以在区块链中加入新的车辆信息以及恢复错误的区块。本发明能够满足密钥管理和用户声誉管理两个子系统在大数据和车载网中不同的伸缩性需求，可以合理地压缩和存储车联网中的消息。

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，具体涉及一种基于区块链的车联网信任管理方法和一种基于区块链的车联网信任管理系统。

背景技术

车载网可以为车辆提供互联网服务，从而可以提高车辆的安全性和效率。目前车联网通常包括：1.车辆：车辆向服务提供商申请电子凭证，然后发送消息，反馈虚假消息等；2.路侧单元：路侧单元接收车辆的消息和电子凭证申请并转发给安全管理员；3.安全管理员：证书管理机构(认证中心)在顶层控制网络，在安全管理员验证消息后转发给证书管理机构；4.证书管理机构：证书管理机构签发电子凭证或认证消息，并将消息返回给车辆。

区块链被认为是一种潜在技术，可以增强车载网的安全性，效率和鲁棒性。基于区块链的车联网信任管理系统已经得到了广泛的研究。部分方案把区块链作为分布式账本，建立了分布式用户声誉管理系统。因为用户声誉管理系统是不同的数值，跨区块链的情况下很难达成一致。同时，用户的声誉作为长期信息容许较大的延迟。所以声誉管理系统需要很大的管理范围，同时考虑到车载网中庞大的数据量和区块链有限的吞吐量，有必要对声誉管理系统中的消息简化和存储。另一部分方案是基于区块链提出的公钥基础结构，该方案把区块链作为分布式数据库，可以快速共享分布式密钥。由于车辆的高机动性和交通高峰的存在，同时考虑到用户电子证书存在的时效性，需要密钥管理系统在小范围内具有高吞吐量和低延迟。两种方案都可以提高车载网性能，但是目前的研究不能同时达成两种方案的可伸缩性要求。因此，如何设计一个满足车载网需求的信任管理系统是亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种基于区块链的车联网信任管理方法和系统，能够满足密钥管理和用户声誉管理两个子系统在大数据和车载网中不同的伸缩性需求，可以合理地压缩和存储车联网中的消息。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于区块链的车联网信任管理方法，包括以下步骤：S1，证书管理机构将路侧单元划分为第一至第四层不同的集群；S2，车辆与车载网进行通信，并在所述第一层集群中共享消息；S3，确定每层集群的领导者，由所述第一层集群的领导者将消息发送给所述第二层集群的领导者；S4，所述第二层集群的领导者将用户电子凭证写入密钥管理子系统；S5，消息从第一层集群发送到第四层集群，并在发送过程中逐级压缩；S6，由所述第四层集群的领导者写入用户声誉信息；S7，在所述第四层集群加入证书管理员以在区块链中加入新的车辆信息以及恢复错误的区块。

所述步骤S1包括：所述证书管理机构根据专家经验和地域管理需求将所述路侧单元划分出所述第四层集群和所述第三层集群；通过聚类算法根据地理位置将所述第三层集群划分出所述第二层集群和所述第一层集群；根据专家经验调整各层集群的成员。

密钥区块链和声誉区块链分别处于所述第二层集群和所述第四层集群。

所述步骤S2包括：车辆将消息发送给车载网并获得反馈；路侧单元处理对应的反馈，通过Raft共识算法在所述第一层集群中共享实时同步消息。5.根据权利要求4所述的基于区块链的车联网信任管理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，通过Raft共识算法确定所述第一层集群的领导者，通过改进的DPoS共识算法确定所述第二至第四层集群的领导者。