[发明专利]一种基于双层区块链的车联网信任管理方法

说明书

本发明公开一种基于双层区块链的车联网信任管理方法，构建了新的信任凭证及评估体系，通过车联网主体的行为频率和信任值增速变化，来反映主体的行为趋势，从而有效提高了信任指标集评估主体可靠性的能力。采用双层区块链的结构，同时保存了信任评估数据和信任凭证数据，并使两类数据在逻辑上相互独立。由此，信任评估系统具有了容纳双重粒度数据的能力，保证了信任评估结果的可审计性和可追溯性。针对信任管理系统的节点特性，提出了基于伪随机数的记账权分配算法，能够有效提高共识效率，且可以避免因为共识而产生算力消耗。本发明还可以使记账节点序列具有不可预测性，从而有效防止有预谋的攻击。

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及一种基于双层区块链的车联网信任管理方法。

背景技术

由于车联网中主体的智能化与移动性，使攻击行为和方式更加复杂多变，对传统的安全防护机制形成了巨大的威胁。而信任管理机制因其所具有的动态适应能力，有望成为保障车联网运行安全的关键技术，是近年来车联网领域的重要研究方向。现有的技术主要分为两类：中心式信任管理：通常包含一个中心节点，信任评估的相关数据都汇总至中心节点进行计算和存储。分布式信任管理：是一种多中心或去中心化的机制，信任评估的相关任务交由一组分布广泛的节点完成。由于分布式信任管理机制具有单点负荷小、响应速度快、数据容错性强等优点，并且符合车联网的发展趋势，近年来已成为该领域主要的研究方向。

现有的技术存在以下问题：(1)信任评估指标单一，无法反映车联网主体的历史行为，不能全面地评估车联网主体的可靠性。(2)细节数据缺失，使信任评估结果缺乏可审计性。(3)共识阶段的算力消耗较为严重，共识效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双层区块链的车联网信任管理方法。

本发明采用的技术方案是：

一种基于双层区块链的车联网信任管理方法，其包括以下步骤：

步骤1，构建车联网通讯网络，包括若干主基站，每个主基站连接若干从基站，从基站与车联网中的车辆主体通讯；所有主基站构成的下层通信网络运行下层区块链以存储作为信任凭证的事实依据，所有主基站和从基站共同构成上层通信网络运行上层区块链以存储车联网主体的可信度指标集；

步骤2，每个主体遇到车联网事件时，通过传感器采集信息以生成事件描述，并封装为带有主体标识的事件消息在整个车联网通讯网络中传播形成信息流通；

步骤3，不同主体发送的同一车辆网事件的事件消息构成同事件消息集合M，

步骤4，分别计算同事件消息集合M中每条事件消息的可靠性估值，以可靠性估值最高的事件消息为事实依据，并作为信任凭证存储在下层区块链中；

步骤5，每次事件基于作为事实的事件消息分别计算每个车辆网主体在该事件的信用评分，并及时更新车辆网主体的表现记录，

步骤6，基于车辆网主体的表现记录分别构建每个车联网主体的信任指标集Ω＝(c,λ,Δ)存储在上层区块链；其中：c∈Z为主体的信用值，是主体在车联网事件中的表现度量值的累积；λ∈[0,+∞)为行为频率的提升度，是主体近期行为频率与长期行为频率的比值；Δ∈(-∞,+∞)为信用值增速的提升度，是主体近期信用值增速与长期信用值增速的比值。

进一步地，作为一种优选实施方式，步骤1中下层区块链和上层区块链使用伪随机数序列和区块高度来决定记账节点，对主基站和从基站节点分别编号并对所有节点使用相同的伪随机数序列，各个节点在收到区块后根据区块高度和私钥签名，快速验证记账节点是否合法。

进一步地，作为一种优选实施方式，步骤2中车联网主体在遇到车联网事件时，通过传感器采集信息，由自带的计算模块生成事件描述封装为事件消息，并通过自带通信模块将消息广播；收到广播消息的其它主体或基站，将该消息转发使其在整个车联网中传播形成信息流通。