[发明专利]一种基于智能合约的车联网矩阵计算安全卸载可验证方法

权利要求书

1.一种基于智能合约的车联网矩阵计算安全卸载可验证方法，其特征在于，所述车联网矩阵计算安全卸载可验证方法采用车联网系统实现，所述车联网系统包括安装在车辆上的车载单元、路侧单元RSU、可信机构TA和MEC服务器，车载单元与路侧单元RSU网络连接，路侧单元RSU与可信机构TA及MEC服务器网络连接，对矩阵计算结果的验证在区块链上的智能合约模块进行；

所述车联网矩阵计算安全卸载可验证方法包括以下步骤：

S1.可信机构TA初始化整个系统，生成并公布系统公开参数，系统初始化过程包括：

S11.可信机构TA设置两个具有相同大素数p阶且满足一个双线性映射的循环群

S12.可信机构TA分别从循环群和中获得两个生成元g,h，从阶为p的整数群选取一个元素δ，计算

S13.可信机构TA发布公开参数

S2.车辆有大矩阵乘法需要计算时，由于自身计算能力不足，车辆需要卸载矩阵乘法函数Y＝FX＝M×X，其中矩阵M是公开的，矩阵X是车辆的私有输入，可信机构TA生成公钥和公开矩阵M的验证标签，然后将证标签发送给MEC服务器用于结果承诺的计算，可信机构TA生成公钥和验证标签过程包括：

S21.车辆提取矩阵乘法函数用于计算卸载，其中矩阵M是公开的，矩阵X是车辆的私有输入，然后车辆将公开矩阵M发送给可信机构TA；

S22.可信机构TA在收到公开矩阵M后，随机生成两个辅助向量计算和PK₂＝(PK₂₁,PK₂₂,…,PK_2n)，生成公钥PK＝(PK₁,PK₂)；

S23.可信机构TA计算m＝s×M＝(m₁,…m_n)，验证标签T＝(t₁,t₂,…t_n),其中，

S24.可信机构TA将验证标签T和公开矩阵M发送给MEC服务器；

S3.车辆将私有矩阵X盲化后通过路侧单元卸载到MEC服务器，车辆生成并发送公开验证密钥给区块链上的智能合约模块，智能合约模块结合验证密钥VK来验证结果的正确性，车辆盲化矩阵和生成验证密钥过程包括：

S31.为了保护矩阵X中数据的机密性，车辆随机生成的两个向量并计算Z＝uv，得到一个和矩阵X大小相同的矩阵Z，然后执行计算其中这里的x_i,j和z_i,j分别代表矩阵X和矩阵Z的第i行和第j列；

S32.车辆将盲化后的矩阵通过路侧单元RSU发送给MEC服务器；

S33.车辆利用可信机构TA发布的公钥PK₂和中的元素计算公开验证密钥VK＝(VK₁,VK₂,…,VK_m),其中

S34.车辆把验证密钥VK发送给部署在区块链上的智能合约模块，智能合约模块结合VK来验证结果的正确性；

S4.MEC服务器收到卸载的矩阵后，计算公开矩阵M和矩阵X的乘积，计算完成后将结果发送给车辆，为了承诺计算结果的正确性，MEC服务器结合验证标签生成结果承诺，然后将结果和结果承诺发送给区块链上的智能合约模块，MEC服务器计算矩阵乘法过程包括：

S41.MEC服务器在收到矩阵后，结合验证标签T，利用自身的计算资源来计算结果然后将计算结果发送给车辆；

S42.为了承诺计算结果是正确的，MEC服务器生成结果承诺π＝(π₁,π₂,…,π_m)，

S43.MEC服务器将计算结果包含结果承诺π发送给区块链上的智能合约模块；

S5.对MEC服务器计算结果的验证，由区块链上的智能合约模块自动执行，智能合约模块结合车辆提交的验证密钥VK和MEC服务器提交的结果承诺运行相关验证算法，执行完成后把结果记录在区块链上，智能合约模块验证结果正确性过程包括：

S51.可信机构TA与车辆、MEC服务器的智能合约执行条件为：车辆提交验证密钥VK和MEC服务器提交结果承诺π；

S52.区块链上的该智能合约将在m1≤j≤m范围内验证等式是否成立，如果这里的m个方程都成立，则验证通过，否则验证失败不通过；

S53.智能合约模块将验证结果发布到区块链上，被共识后将记录在区块链上；

S6.车辆收到MEC服务器的计算结果后，通过查询区块链上的验证结果，来决定是否接受MEC服务器的计算结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能合约的车联网矩阵计算安全卸载可验证方法，其特征在于，所述步骤S6中车辆处理计算结果过程包括：

S61.车辆在收到计算结果后，查询区块链上记录的验证结果；

S62.如果验证结果为错误，车辆直接丢弃收到的

S63.如果验证结果为正确，车辆将接受MEC服务器发送的计算结果并计算：得到最终公开矩阵M和私有矩阵X相乘的结果Y。