本发明专利技术涉及一种基于区块链的车联网信任管理系统和方法，属于车载通信领域。本发明专利技术包括用于初始化通信领域范围内的所有节点信息的节点认证部分、收集道路信息的数据收集层、对数据进行加工处理的数据处理层和将数据存储起来的区块链网络层。在出现交通信息时，此范围内的移动节点对交通信息进行收集形成数据内容包上传给此RSU；然后，根据事件类型及车辆数采用不同的算法来计算所上传消息内容的可信度；最后，利用可信度值并采用深度学习算法来计算车辆的信任值，根据信任值的高低检测出恶意车辆。本发明专利技术在传统的车联网中添加了区块链，提高车联网中的数据处理速度，有效的防止已上传数据被篡改，有效解决了车联网的安全、隐私以及信任管理问题。隐私以及信任管理问题。隐私以及信任管理问题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的车联网信任管理系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种基于区块链的车联网信任管理系统及方法，属于车载通信领域。
技术介绍
[0002]随着我国经济的不断发展，人们的生活质量不断提高，车辆出行已经成为人们首选的交通出行方式。但是，在车辆出行带给人们便利的同时，也带来了一系列道路交通安全问题。造成交通事故的主因有车辆不能预知前方的道路状况、对周围车辆的速度、位置等情况不了解，造成车主不能及时反应道路交通的快速变化。车载自组网作为下一代5G通信网络的重要应用场景有望有效降低道路交通事故率，缓解交通拥堵，提升交通效率。然而，由于车载自组网的高移动性，资源受限和数据公开等特性使得其在实际应用中会引起各种各样的问题。其中，信任问题引起了人们的关注，尤其是当车载自组网中存在恶意车辆时。恶意车辆不仅可以监视网络中的所有消息以跟踪其他车辆，还可以伪造一些重要的道路消息来欺骗其他车辆。在一些极端情况下，这些伪造的道路消息可能会导致严重的交通事故。基于区块链的信任管理机制能够有效解决车载自组网中信任问题。精心设计的信任管理模型可以通过信誉评估来奖励诚实车辆或惩罚恶意车辆，以此来保证车载自组网中消息的可靠性。但现有技术中心在车载网信任管理领域判断车辆为良性车辆的方法是依据车辆本身的信任值，而计算信任值的方法大多采用模糊逻辑算法、博弈论等来计算车辆的信任值，这种方法想要计算出较为准确的信任值需要大量的车辆上传不同类型的消息条数，而且每次车辆到达一个新的RSU覆盖范围都需要收集此类信息来计算车辆信任值，这大大增加了检测恶意车辆的时间。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于区块链的车联网信任管理系统和方法。利用区块链的公开、透明、不可篡改性以及可追溯性，保证车辆所上传信息的真实性，并检测出车载网区域范围内存在的恶意车辆，使得陌生的车辆之间能够彼此信任，实现车联网的信任管理。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种基于区块链的车联网信任管理系统，包括用于初始化通信领域范围内的所有节点信息的节点认证部分、收集道路信息的数据收集层、对数据进行加工处理的数据处理层和将数据存储起来的区块链网络层；
[0005]所述节点认证部分包括：
[0006]相关部门，用于给处于通信领域范围内的节点颁发新的证书以及公钥和私钥，所述节点指在通信领域范围内的所有移动节点及RSU；
[0007]所述数据收集层包括：
[0008]移动节点，在通信领域范围内的所有车辆；
[0009]数据内容，在通信领域范围内所有的紧急消息和非紧急消息；
[0010]所述数据处理层包括：
[0011]RSU，在通信领域范围内的RSU，用于处理车辆上传的数据内容；
[0012]所述数据存储层包括：
[0013]公共区块链，采用POS共识算法，用来存储RSU处理后得到的数据内容及内容可信度。
[0014]联盟区块链，采用PBFT共识算法，用来存储RSU处理后得到的车辆信任值。
[0015]进一步的，移动节点具有一定的计算力与存储力。
[0016]进一步的，RSU是固定在道路两旁静止不动的节点，且一个RSU的覆盖范围为十公里。
[0017]进一步的，公共区块链是公开、透明的，所有节点可上传信息并访问其中内容；所述联盟区块链是半透明的，只有指定的节点才可上传信息并访问其中内容。
[0018]采用上述系统进行车联网信任管理的方法为：在一个RSU的通信范围内，当出现有用的交通信息时，此范围内的移动节点对交通信息进行收集形成数据内容包上传给此RSU；然后，根据事件类型及车辆数采用不同的算法来计算所上传消息内容的可信度；最后，利用可信度值并采用深度学习算法来计算车辆的信任值，根据信任值的高低检测出恶意车辆，从而实现信任管理。
[0019]具体步骤如下：
[0020]Step1交通信息出现时，移动节点将交通信息收集并上传至对应通信领域范围内的RSU；
[0021]Step2 RSU根据事件类型及车辆数来计算上传消息内容的可信度，并将消息内容及可信度存放于公共区块链中；
[0022]Step3将计算得到的消息内容的可信度与可信度阈值进行比较，当可信度＜可信度阈值时，此消息不可信，忽略此消息，并减去相对应车辆的信任值并存放在联盟区块链中；当可信度≥可信度阈值时，进入下一步；
[0023]Step4依据可信度计算传递消息的车辆的信任值并存放在联盟区块链中，当车辆信任值＜车辆最低信任值阈值时，车辆为恶意车辆，由相关部门删除为车辆颁发的证书且惩罚车辆，当车辆信任值≥车辆最低信任值阈值时，车辆为诚实车辆并颁发奖励。
[0024]当车辆上传的事件类型为紧急消息时，假设信任值最高且大于车辆最低信任值阈值的车辆上传的消息是可信的，给这类消息一个统一的消息可信度，否则消息为假并降低车辆信任值，同时，此区域的车辆竞争获得上传区块的权利，信任值较高的车辆获得上传区块的权利成功并奖励一定的信任值，生成有关消息内容、车辆签名、消息可信度的数据块，通过POS 共识算法，上传至公共区块链，公共区块链存放于车辆上，将更新后的车辆信任值存放于联盟区块链中。
[0025]当车辆上传的事件类型为非紧急事件时，根据车辆数确定消息可信度；
[0026]当附近超于100辆车上传消息给RSU时，先要判断车辆们所上传的消息内容相似度是否达到80％，若达到则认为这些车辆所上传的是同一条消息，且内容相似度达到80％的消息的数量达到消息数量阈值时，认为消息为真，否则消息为假并降低车辆信任值；
[0027]当少于100辆车上传消息给RSU，利用卷积神经网络算法评判此消息的可信度，从而设计可信度等级，若可信度≥可信度阈值，则消息为真，否则消息为假并降低车辆信任值；
[0028]当RSU处理后，将信息是真是假的结果返还给车辆，此区域的车辆竞争获得上传区块的权利，信任值较高的车辆获得上传区块的权利成功并奖励一定的信任值，生成有关消息内容、车辆签名、消息可信度的数据块，通过POS共识算法，上传至公共区块链，公共区块链存放于车辆上。
[0029]进一步的，所述车辆信任值采用卷积神经网络算法来计算，
[0030]输入层：信息的可信度，车辆发送消息前原来的信任值，发送信息车辆的位置、速度，信息上传时间，车辆类型，所上传的信息内容发生的位置、时间，信息所包含的事件类型。
[0031]输出层：更新后的车辆的信任等级；
[0032]利用SUMO来得到一个数据训练集，从而得到只要一个车辆上传一条消息就可以根据此消息来计算车辆此时的信任值，当车辆的信任值低于车辆最低信任值阈值时，则此车辆为恶意车辆，并根据相关部门颁发的证书找到恶意车辆的真实身份来惩罚此车辆，并撤销恶意车辆在车联网中的所有权利；对于良性车辆，将他们的信任值存储在联盟区块链中，由RSU进行处理，RSU来作为联盟链中的联盟成员，从而使得只有RSU以及车辆本身知道它的信任值，联盟区块链存本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的车联网信任管理系统，其特征在于：包括用于初始化通信领域范围内的所有节点信息的节点认证部分、收集道路信息的数据收集层、对数据进行加工处理的数据处理层和将数据存储起来的区块链网络层；所述节点认证部分包括：相关部门，用于给处于通信领域范围内的节点颁发新的证书以及公钥和私钥，所述节点指在通信领域范围内的所有移动节点及RSU；所述数据收集层包括：移动节点，在通信领域范围内的所有车辆；数据内容，在通信领域范围内所有的紧急消息和非紧急消息；所述数据处理层包括：RSU，在通信领域范围内的RSU，用于处理车辆上传的数据内容；所述数据存储层包括：公共区块链，采用POS共识算法，用来存储RSU处理后得到的数据内容及内容可信度。联盟区块链，采用PBFT共识算法，用来存储RSU处理后得到的车辆信任值。2.根据权利要求1所述的基于区块链的车联网信任管理系统，其特征在于：所述移动节点具有计算力与存储力。3.根据权利要求1所述的基于区块链的车联网信任管理系统，其特征在于：所述RSU是固定在道路两旁静止不动的节点，且一个RSU的覆盖范围为十公里。4.根据权利要求1所述的基于区块链的车联网信任管理系统，其特征在于：所述公共区块链是公开、透明的，所有节点可上传信息并访问其中内容；所述联盟区块链是半透明的，只有指定的节点才可上传信息并访问其中内容。5.一种基于区块链的车联网信任管理方法，其特征在于：在一个RSU的通信范围内，当出现有用的交通信息时，此范围内的移动节点对交通信息进行收集形成数据内容包上传给此RSU；然后，根据事件类型及车辆数采用不同的算法来计算所上传消息内容的可信度；最后，利用可信度值并采用深度学习算法来计算车辆的信任值，根据信任值的高低检测出恶意车辆，从而实现信任管理。6.根据权利要求5所述的基于区块链的车联网信任管理方法，其特征在于：具体步骤如下：Step1交通信息出现时，移动节点将交通信息收集并上传至对应通信领域范围内的RSU；Step2 RSU根据事件类型及车辆数来计算上传消息内容的可信度，并将消息内容及可信度存放于公共区块链中；Step3将计算得到的消息内容的可信度与可信度阈值进行比较，当可信度＜可信度阈值时，此消息不可信，忽略此消息，并减去相对应车辆的信任值并存放在联盟区块链中；当可信度≥可信度阈值时，进入下一步；Step4依据可信度计算传递消息的车辆的信任值并存放在联盟区块链中，当车辆信任值＜车辆最低信任值阈值时，车辆为恶意车辆，由相关部门删除为车辆...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪淑娟，忽英南，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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