基于区块链的车载自组网车与基础设施快速切换认证方案

针对车载自组网（VANET）中车辆通信面临的安全风险挑战以及车辆进入新的基础设施覆盖范围时需要进行复杂的身份重新认证问题,提出基于区块链的车载自组网V2I(Vehicle-to-Infrastructure)快速切换认证方案。该方案利用区块链去中心化、分布式和防篡改的特性,实现车辆认证信息的存储与查询;使用令牌机制,减少区块链查询次数,简化路边单元（RSU）切换认证阶段的认证过程,在后续的认证过程中只需检查令牌的有效性,实现了RSU的快速切换认证;采用了批量认证方法,能有效减少认证过程中的计算开销,提高消息认证效率;另外,可以实现对恶意车辆的追溯与撤销,并及时更新车辆的匿名身份,保证车辆的匿名性。相较于匿名批量认证方案、全聚合认证方案、无证书聚合签名方案、基于区块链的认证方案,所提方案在消息认证耗时上缩短了约51.1%、77.45%、77.56%和76.01%。实验结果表明,该方案能够有效降低车载自组网中的计算开销和通信开销。     

基于区块链的智能家居认证与访问控制方案

智能家居运用物联网技术为用户提供自动化的智能服务,但传统的集中式架构存在机密性和完整性等安全性问题,而现有的分布式架构又存在重复认证、高延迟等问题。针对这些问题,基于区块链和椭圆曲线集成加密技术提出了一种智能家居认证与访问控制方案,同时还引入了边缘计算,降低系统的延迟。并将基于权能的访问控制与区块链相结合,在区块链上存储权能令牌并设计了相应的智能合约以实现安全的访问控制。安全性分析表明,该方案具有去中心化、不可窜改、机密性、完整性和可扩展性等安全特性。在以太坊区块链上进行仿真,并根据计算开销、通信开销和响应时间等指标对方案进行了性能评估。评估结果表明,相比其他方案,该方案计算开销和通信开销更小,响应时间更短,具有明显的优势。     

基于区块链和动态累加器的跨域认证方案

基于区块链的跨域认证利用区块链代替传统的CA机构颁发区块链证书,借助区块链的去中心化和透明性,实现了信任的去中心化;针对现有基于区块链的跨域认证存在着跨域认证效率不高,没有完整的证书管理功能、区块链存储证书开销大的问题,提出了基于区块链和动态累加器的跨域认证方案,设计了区块链证书格式,描述了跨域认证协议,将区块链证书信息映射为累加值,提升了验证效率,通过在智能合约中构建动态累加器,实现证书的注册,撤销和查询功能;实验结果表明,该方案能够有效降低区块链证书存储成本,提升跨域认证效率.     

基于联盟链的物联网跨域认证

针对物联网场景下跨信任域的信息交换需求,结合区块链与边缘计算思想,构建了一种适应于物联网认证的架构.首先,基于联盟链技术设计了适应于物联网跨域认证的架构及流程,构建了安全的跨域信息交互环境;随后引入边缘网关,以屏蔽物联网的底层异构性,并设计了基于网关的跨域认证流程,增强了物联网认证中的隐私保护;最后,针对设计协议的安全性进行了分析,证明其可抵抗物联网场景下的常见攻击.实验结果表明,该设计方案在计算和通信开销上优于传统方案,可用于物联网.     

基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案

车联网使车辆能够传播信息，以提高交通安全和效率。然而，在不可信环境下，如何有效地实施信任评估并即时更新多个路边单元（RSU）之间一致的信任值仍是具有挑战性的问题。因此，提出了一种基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案。车辆可以通过通信对方的历史行为，为其计算直接信任值和推荐信任值，并利用逻辑回归算法计算综合信任值，然后上传到附近的RSU,RSU将这些数据打包成一个区块。提出了基于权益证明（PoS）和实用拜占庭容错（PBFT）的混合共识机制，权益越大的RSUs更容易被选为矿工，并与授权的RSUs一起工作验证区块的正确性，使得信任值变化较大的区块能够即时发布。安全性分析及性能仿真表明该方案在计算和存储车辆信任值方面是有效可行的。     

一种基于区块链的车联网安全认证协议

针对车联网环境下,车辆节点快速移动造成的中心服务器认证效率低、车辆隐私保护差等问题,提出了一种基于区块链的车联网安全认证协议。该协议利用Fabric联盟链存储车辆临时公钥与临时假名,通过调用智能合约,完成车辆身份认证,同时协商出会话密钥,保证通信过程中数据的完整性与机密性;利用假名机制有效避免了车辆在数据传输过程中身份隐私泄露的风险;使用RAFT共识算法高效达成数据共识。经安全性分析与实验结果表明,所提协议具有抵抗多种网络攻击的能力,且计算开销低、区块链存储性能好,能够满足车联网通信的实时要求。     

交叉口场景下基于区块链技术的匿名车辆身份认证方案

随着智能交通系统的不断发展,未来车辆在进出交叉口时,将不再受传统信号灯控制,而是通过与交叉口附近的区域服务器进行信息交互,接受区域服务器的统一调度。保证车辆在交叉口通信安全的基础是网络节点的身份认证。基于此,提出一种基于区块链技术的匿名车辆认证方案,在认证中采用基于身份和哈希消息认证码的混合密码认证机制,并将认证结果记录在区块链中。通过仿真测试和结果分析表明,该方案具有匿名性、保护隐私等特性。与其他方案相比,该方案有效降低了通信开销。     

基于混合算法区块链和节点身份认证的数据存储方案

为了增强云数据存储的完整性和安全性,在无线传感器网络（WSN）中,提出一种基于混合算法区块链的数据存储方案,以及一种集成身份验证和隐私保护的去中心化框架。首先,簇头将采集到的信息传递至基站,而基站在分布式区块链上记录所有关键参数,并传递至云端存储。然后,为了获得更高的安全等级,合并椭圆曲线加密（ECC）的160位密钥与高级加密标准（AES）的128位密钥,并在云存储层之间进行密钥对交换。基于混合算法的区块链结合身份验证方案可以很好地保证云数据的安全性存储,因此所提方案在安全性方面较为优秀。此外,恶意节点可通过基站从区块链中直接移除并撤销认证,方便快捷。仿真结果表明,与去中心化的区块链信息管理（BIM）方案、基于信任和分布式区块链评估的安全定位（DBE）算法和利用密钥衍生加密和数据分析（KDE-DA）管理方案相比,所提方案在延迟、吞吐量、计算开销方面具有一定的优越性。     

主从区块链容错异构跨域身份认证方案

异构跨域身份认证是对不同体制信任域内的节点进行身份确认和安全信息交互的技术,现有的认证方案主要存在单点攻击风险和认证复杂等问题。为此,设计了主从区块链身份认证模型和匹配使用的分层拜占庭容错算法,通过主从链分步、分阶段共识,减少了共识参与节点数量,并将PKI体制与CL-PKC体制的特有功能节点与主从链节点相对应,在不改变原有信任域节点功能的前提下,使用区块链证书的哈希值高效传递信任,优化了认证流程,实现了双向异构跨域身份认证。最后通过仿真实验验证以及安全性和性能分析,表明该方案与相关方案对比,在实现安全通信的同时,提高了共识效率和容错性,降低了认证过程的通信开销。     

车载自组织网络中基于身份的匿名认证方案

针对于车载自组织网络中的身份认证问题,提出一种新颖的基于身份的匿名认证方案,该方案在保护了车辆的身份隐私信息的同时不仅满足了车辆节点与路边单元节点间的身份认证的需求,而且确保了车辆节点之间的身份认证。该方案利用基于身份的密码技术,减少了系统管理公钥证书的工作量和对节点证书认证的代价。最后通过安全性和复杂性分析,结果表明该方案不仅易于实现,而且安全可靠并具有较低的计算复杂度及通信开销。     

具备匿名性和信任评估的车联网数据转发方案

随着智能交通系统的快速发展以及车辆用户的持续增长,数据转发成为车联网的研究热点之一.然而车辆节点的高速移动,导致网络拓扑结构的快速变化以及网络持续连通性变差;此外由于车联网无线通信的属性,数据转发的内容以及车辆用户的信息很容易被窃听和泄露;同时存在一些车辆用户可能拒绝转发数据.因此,在车联网中如何保证数据转发的可靠性以...     

具有隐私保护的动态高效车载云管理方案

由车辆自主形成的车载云用于交通传感数据的本地化处理和消耗,实现高时效性的智能交通管理。针对车载云的高度动态性、自组织性和高时效性特点及其车联网中用户身份和位置隐私保护需求带来的车载云管理挑战,设计了基于非对称群密钥协商协议的动态自组织车载云管理方案,通过车辆自组织的群密钥协商自动形成车载云,利用群密钥控制车载云服务提供与访问,利用群密钥更新动态管理车载云。该方案使用可追踪的一次性假名技术实现车辆的匿名认证和条件隐私保护,并在群密钥协商阶段只使用一次双线性,使运算实现了更高的效率;密钥协商和更新过程利用支持批量验证的轻量级签名实现高效的消息源认证和完整性认证,在确保效率的前提下保证自组织环境下车载云通信的安全性;密钥协商协议的动态密钥更新机制实现车载云中车辆的动态加入或退出,适应车载云的动态性特点。在随机预言机模型和求逆计算Diffie-Hellman（ICDH）问题困难假设下,证明了非对称群密钥协商方案满足选择明文安全性。安全性分析显示所提方案能够保护车辆用户的身份和位置隐私,能够实现恶意车辆的合法追踪,保证通信的保密性、完整性和防假冒以及车载云动态管理的前向安全性。性能对比分析证明所提方案在实现相同功能和满足相同安全性的情况下具有一定的通信和计算效率优势。     

基于多层区块链的跨域认证方案

针对现有集中式身份认证方式在物联网应用场景下管理成本高、异构信任域之间的证书管理困难以及跨域认证场景下多信任域难以互相信任的问题,提出了一种基于多层区块链的跨域认证方案.使用本地区块链来进行物联网应用场景下分布式的节点管理,使用公共区块链来进行区块链之间的跨链身份认证,设计了跨域认证协议.针对跨域访问时存在的多个管理域相互信任问题,提出了基于信任度评价的委托权益证明(DPOS)来评估节点的可信度.最后对跨域认证方案进行了安全和效率分析,分析表明该方案在保证较好安全性和有效性的基础上,提升了跨域认证的效率.     

面向跨链系统的用户身份标识认证模型

随着区块链技术发展以及广泛应用,链与链之间交互成为关注焦点,跨链身份认证与管理是实现区块链可信交互的基础。针对当前跨链身份认证与管理中存在的安全性与性能不足问题,提出一种基于ECC-ZKP的面向跨链系统的用户身份标识认证模型。通过研究跨链身份标识模型,引入椭圆曲线加密算法和零知识证明,实现跨链身份标识注册、更新以及认证,为用户的跨链访问、通信提供可信身份认证服务。分析与测试结果表明,该方案具有较高的安全性,且在处理效率、资源利用率方面表现较好。     

基于假名的智能交通条件隐私保护认证协议

在智能交通、无人驾驶等场景中,车辆节点与路边设施进行数据交换以实现车路协同,有助于提高交通安全、缓解交通拥堵。但该场景下的数据交换面临很多安全问题,隐私泄露是其中的主要安全风险之一。现有智能交通隐私保护方案多涉及复杂度较高的运算或需配置高成本的防篡改设备,效率较低,不能满足无人驾驶等智能交通应用的实时要求。为此,文章提出一种轻量级基于假名的条件隐私保护认证协议,该协议包括基于变色龙哈希的身份认证与基于椭圆曲线的消息认证,实现了车辆节点在数据交换过程中的匿名性与可追踪性,并可抵抗多种安全攻击。性能分析表明,该协议在计算、通信及存储等方面的开销均优于对比方案,在智能交通场景下的可行性更强。     

基于区块链技术的车联网高效匿名认证方案

针对车联网（IOV）中心化认证效率低和隐私保护差的问题，提出一种基于区块链技术的高效匿名认证方案。该方案基于IOV开放、自组织、快速移动的特点，利用区块链技术防篡改和分布式的特性来完成车辆临时身份的生成和区块链存储。车辆相互通信时，通过触发智能合约实现高效匿名的双向身份认证。实验结果表明，在认证效率上，与传统公钥基础设施（PKI）认证、假名授权身份认证相比，随着验证量的增加，所提方案的匿名身份认证的时延增长较慢，效率较高；在安全性能上，所提方案中存入区块链的临时身份具有不可篡改、不可否认、可追溯等特点。所提方案中，恶意车辆身份可回溯并进行权限控制，并且，公钥密码体制和数字签名技术保证了通信数据的保密性和完整性。     

基于区块链技术的车联网高效匿名认证方案

针对车联网（IOV）中心化认证效率低和隐私保护差的问题,提出一种基于区块链技术的高效匿名认证方案。该方案基于IOV开放、自组织、快速移动的特点,利用区块链技术防篡改和分布式的特性来完成车辆临时身份的生成和区块链存储。车辆相互通信时,通过触发智能合约实现高效匿名的双向身份认证。实验结果表明,在认证效率上,与传统公钥基础设施（PKI）认证、假名授权身份认证相比,随着验证量的增加,所提方案的匿名身份认证的时延增长较慢,效率较高;在安全性能上,所提方案中存入区块链的临时身份具有不可篡改、不可否认、可追溯等特点。所提方案中,恶意车辆身份可回溯并进行权限控制,并且,公钥密码体制和数字签名技术保证了通信数据的保密性和完整性。     

RFID，GPS和GIS技术集成在交通智能监管系统中的应用研究*

为实现在城市复杂路网情况下对交通车辆的实时监控,并且能通过一定数量的车辆运行状态来判断道路交通的拥挤状况,采用射频识别技术(RFID)对道路上运行的车辆进行动态识别和数据信息交换;依靠全球定位系统(GPS)技术实时获得目标车辆的位置信息,并通过地理信息系统(GIS)将车辆的运行状况以及路网的交通状况以电子地图形式实时地展现给用户。将GPS、GIS与RFID技术综合应用于城市道路交通管理系统中,在此基础上设计出道路交通车辆的全程监控模型和系统框架。对交通监管的信息化建设具有一定的借鉴意义。     

基于区块链的危险驾驶地图数据评估模型

在车联网中车辆与周边道路环境进行无线通信与数据交互,使车辆传感器、行人、道路单元之间实现信息互联,但大量的数据通信导致车辆运行环境复杂,车辆在行驶过程中不可避免地会遇到各种危险场景,从而引发车辆安全问题。为确保车辆数据可信及行车安全,建立基于区块链技术的危险驾驶地图数据评估模型。通过传感器实时记录环境数据,将车辆位置、速度等关键数据以及个人隐私信息加密上链实现交易传输,利用智能合约技术进行自动化脚本处理,随后执行共识将交易信息扩散到全部节点,节点承认交易合法后写入区块链。同时对车辆地图交互数据进行危险评估,并将评级结果及其对应操作反馈给车辆,使得车辆可在障碍物、网络攻击等场景下完成应急处理。实验结果表明,该模型能够根据不同危险场景对车辆进行危险评估与规避,确保车辆安全运行。     

基于信任值的车联网分层共识优化协议

随着车联网、5G 和人工智能技术的快速发展,智能交通成为交通技术发展趋势,车联网作为车-车、车-路信息交互平台,是智能交通信息共享和处理的基础。同时车联网安全备受关注,特别是数据安全问题,可能会造成用户隐私泄露。区块链技术的发展成为一种解决途径,但在效率、安全性等方面仍面临新挑战。随着车辆节点、信息增多,如何在车辆高速移动环境中高效完成信息共识也成为问题关键。针对上述问题,提出基于区块链及信任值的自下而上双层RSU（road side unit）链共识协议。对比几种典型的共识结构并依据实际车联网场景、符合速度、容错率以及减少通信量需求,选择自下而上双层共识结构。通过赋予每辆车信任值,并基于节点参与程度、工作完成情况及消息价值度提出组领导节点选举算法,以确保系统安全性。基于上述共识结构与算法工作,完整描述协议具体流程,分为区域划分、组领导节点选取、局部共识、领导主节点选取、全局共识、域内广播6个步骤。从安全性、通信复杂度、共识算法时延、容错率4个方面对实验进行分析。实验证明,与其他方案对比,本协议在可抵抗合谋攻击、女巫攻击等条件下,可以有效降低通信复杂度,缩短共识时延,并在安全前提下提高容错率,使更多节点参与信息共享,满足车联网场景需求。