一种基于区块链和secGear框架的车联网认证协议

车联网中,身份认证是安全的前提与核心技术,其不仅能够对发送数据的车辆进行合法性验证,还可以协商出临时会话密钥,从而保护关键数据的机密性。文章将区块链应用于认证协议中,设计了一种基于区块链和secGear统一机密计算框架的车联网认证协议,在满足抗抵赖要求的同时实现了跨区域认证,并采用secGear框架实现了认证表的机密计算,进一步保护了认证表的安全。文章利用AVISPA仿真工具和非形式化安全分析证明了协议的安全性,并通过NS3仿真实验与其他方案进行对比分析,证明了该协议具有更好的安全性和适用性。     

一种基于区块链的IoV隐私保护认证方案设计

传统车联网（Internet of Vehicles,IoV）身份认证系统普遍具有中心不可信的安全风险,而智联车又存在许多亟待解决的隐私安全问题。因此,借助区块链分布式、可溯源、不可窜改等特点,提出云链结合的可信分散式系统架构,基于该架构同时结合无证书的密码机制以及密钥隔离技术设计分布式身份认证协议。通过安全性分析表明,该方案安全性高、能满足车联网匿名身份认证的要求。同时与现有方案进行仿真对比表明,本方案具有更低的计算开销和通信成本,适用于实际的认证时延低和隐私保护的车联网环境中。     

基于区块链的远程医疗认证协议

使用安全可靠的认证协议来保护远程医疗环境中的通信安全是必要的,现有的一些方案还存在单点失效问题.本文引入区块链技术提出了一个既可以保障通信安全又可以解决单点失效的认证协议.在区块链网络中,利用多个网关节点共同维护存储用户以及医疗传感器相关信息的账本,使用户以及传感器可以与不同的网关节点进行相互认证,有效解决了单点失效问题.使用ROR (real-or-random)模型进行了形式化安全分析证明方案是可证明安全的,非形式化安全分析表明提出的协议具有12种安全属性.与已有协议相比,提出的协议在功能、安全和效率等方面具有较大的优势,同时解决了单点失效和可扩展性差等问题.     

基于同态加密和区块链技术的车联网隐私保护方案

为了解决传统车联网设备安全性相对较低可能威胁到用户隐私的问题,提出了一种基于同态加密和区块链技术的车联网隐私保护方案。此方案将由二级节点组成的验证服务添加到所提模型中,以实现模型中角色的权限控制。为了记录车联网设备信息,设计基于同态加密（HEBDS）新的块数据结构,使隐私数据可以经过 Paillier 加密算法处理后再写入区块,并由获得记账权的网关节点写入区块链网络。该方案实现了数据在密文状态下的处理,弥补了区块链网络中全部数据公开的不足。通过对该方案的安全性分析,证明此方案具有不可伪造、隐私数据安全等特性。该方案通过对隐私数据的同态加密处理再上传区块链网络,实现隐私数据以密文状态分发、共享和计算,比传统车联网模型更能有效保护用户隐私。     

基于区块链的IoV隐私保护认证方案设计

传统车联网(Internet of Vehicles,IoV)身份认证系统普遍具有中心不可信的安全风险,而智联车又存在许多亟待解决的隐私安全问题.因此,借助区块链分布式、可溯源、不可窜改等特点,提出云链结合的可信分散式系统架构,基于该架构同时结合无证书的密码机制以及密钥隔离技术设计分布式身份认证协议.通过安全性分析表明,该方案安全性高、能满足车联网匿名身份认证的要求.同时与现有方案进行仿真对比表明,本方案具有更低的计算开销和通信成本,适用于实际的认证时延低和隐私保护的车联网环境中.     

基于区块链的车联网安全综述

随着车联网(Internet of vehicles, IoV或vehicle to everything, V2X)技术推动汽车行业和交通行业的智能化、网联化进程加快,车联网安全问题日益严峻.区块链(Blockchain, BC)作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成应用,为车联网安全提供新的解决思路.本文对基于区块链的车联网安全研究展开综述,首先汇总了现有的车联网安全威胁和防护手段;其次梳理了区块链和车联网结合的研究价值;然后分析了当前基于区块链的车联网安全关键技术;接着从通信安全、数据安全、应用安全3个角度重点阐述了现有基于区块链的车联网安全防护手段和方法,并总结了现有的基于区块链的新型车联网安全体系架构;最后展望了基于区块链的车联网安全的未来发展方向和研究重点.     

区块链激励机制在车联网领域的应用研究综述

近几年区块链成为解决车联网中安全问题的热门选择,产生了大量基于区块链的车联网解决方案。然而区块链部分节点由于激励不足不愿参与区块验证或共享意愿较低,导致车联网仍存在隐私泄露和信任缺失等安全问题。介绍了基于区块链的车联网解决方案的研究现状以及激励机制在物联网和车联网领域最主要的三种应用场景,从奖励类型角度划分了区块链激励机制在车联网领域的应用,并对每种激励在节点参与水平、提高效率、降低能耗、隐私安全和节点信任五方面做了全面对比,从区块链激励层面讨论了现阶段车联网面临的挑战以及未来研究方向,为未来加强基于区块链的车联网提供更多激励与安全层面的支持。     

基于区块链的车联网安全通信策略

为完善车联网信任评估机制并建立车辆间的信任关系,提出一种基于区块链技术的车联网安全通信策略.利用椭圆曲线加密算法进行车辆身份注册与验证,结合基于Beta分布的直接信任值与基于PageRank算法的推荐信任值求得车辆综合信任值.通过智能合约技术对车辆综合信任值及交互信息进行管控,实现车辆综合信任值的上链、更改与更新.仿真...     

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。     

Accident responsibility identification model for Internet of Vehicles based on lightweight blockchain

The rapid development of autonomous vehicle technology has brought a new experience to people's daily travel. However, if a traffic accident involving autonomous vehicles occurs, it will face difficulties in vehicle accident forensic-preservation, leakage of vehicle owner's privacy, and identifying legal liabilities. This article proposes an accident responsibility identification model for the Internet of Vehicles based on lightweight blockchain to solve the above problems. This model uses Car Forensics Master to collect evidence from the accident vehicle, and at the same time collects evidence from maintenance service providers, automobile manufacturers, transportation management departments, insurance companies, and other vehicle accident related parties and stores them in the preservation chain. We also use VPKI to protect the autonomous vehicle identity privacy. In order to improve the efficiency of the model and set up authorized access to related entities, the identification of accident liability is jointly completed by the preservation chain and the accident identification chain. In addition, we prove that the protocol proposed in the model has ideal security properties. Finally, we implement the smart contracts in the model through the Solidity language, and evaluate its performance.     

车联网隐私保护研究综述

车联网是一种通过在车辆、行人、路边单元等通信实体之间构建一个网络拓扑来提供高效、安全的信息服务的网络,车联网能够有效满足人们对交通环境日益增长的需求,但由于车联网具有移动性和开放性的特点,容易遭受攻击。在众多的威胁中,车联网用户的隐私泄露可能会造成不可弥补的损失,因此车联网的隐私保护被研究者广泛关注。针对车联网的隐私保护问题展开研究,根据车联网的体系结构总结出车联网需要具备的四个基本性质,并对现有的车联网攻击模型加以分析;通过对近些年车联网隐私保护方案的调查总结对现有研究中常用的方法加以归类,然后将车联网的隐私保护研究依照保护对象分为三类,并对各方案进行了分析评价。最后对现有研究的看法和面临的挑战进行了总结,给出了对未来研究的展望。     

基于改进投票证明共识协议的车联网系统

针对车联网（IoV）中信息传播效率及用户安全隐私的问题,提出了一种基于改进投票证明（PoV）共识协议的IoV系统。首先,根据IoV的实际需求,选择使用区块链技术来保障IoV基本的信息传播效率及用户安全;其次,为了进一步提高整个IoV系统的传播效率,通过优化结构及算法的方式改进了传统的PoV共识协议;最后,为了保护IoV用户的安全隐私,设计了一种监督惩罚机制来保障系统的可靠性。该协议不依赖第三方中介,因而可以在保障共识效率的同时保护车辆及车主的相关隐私,更加贴近IoV的实际需求。理论分析和仿真实验表明,同传统的PoV共识协议相比,改进PoV共识协议的确认交易时长以及区块间隔时间均从0.25 min降低至0.2 min;而在共识协议的可靠性对比中,具有监督惩罚机制的改进共识协议的准确性比缺乏监督惩罚机制的改进共识协议提高了29.4%。实验结果表明,改进后的共识协议在IoV中具有较高的共识效率及安全性。     

An anonymous authentication and secure data transmission scheme for the Internet of Things based on blockchain

With the widespread use of network infrastructures such as 5G and low-power wide-area networks, a large number of the Internet of Things (IoT) device nodes are connected to the network, generating massive amounts of data. Therefore, it is a great challenge to achieve anonymous authentication of IoT nodes and secure data transmission. At present, blockchain technology is widely used in authentication and s data storage due to its decentralization and immutability. Recently, Fan et al. proposed a secure and efficient blockchain-based IoT authentication and data sharing scheme. We studied it as one of the state-of-the-art protocols and found that this scheme does not consider the resistance to ephemeral secret compromise attacks and the anonymity of IoT nodes. To overcome these security flaws, this paper proposes an enhanced authentication and data transmission scheme, which is verified by formal security proofs and informal security analysis. Furthermore, Scyther is applied to prove the security of the proposed scheme. Moreover, it is demonstrated that the proposed scheme achieves better performance in terms of communication and computational cost compared to other related schemes.     

A fog-driven three-factor authentication protocol for secure data sharing in Internet of Vehicles cyber-physical systems

The Internet of Vehicles (IoV) has potentially escalated the management of vehicle and route planning. However, as the IoV becomes more prevalent, safeguarding the privacy and security of IoV data becomes crucial. Additionally, because vehicles often operate with minimal human interference, they become susceptible to various types of attacks that can compromise their privacy and security. In this article, we propose a three-factor authentication system based on CROPUF (Crossover Ring Oscillator Physically Unclonable Function) that not only secures transmissions but also ensures safety against physical intervention. The three-factor authentication protocol (passwords, biometrics, and PUF) avoids registering any confidential information in the user device eliminating the possibility of intrusion by an intruder. We also propose the use of aggregators (charging stations that act as mediators between the IoV and the data center) as a fog layer communication which will reduce load and improve the efficiency of communication between vehicles and the data center. Finally, the security analysis validates that our proposed method can survive several well-known assaults and achieve the required features of security by maintaining the user anonymity.     

边缘计算环境下基于区块链的跨域认证与密钥协商协议

身份认证与密钥协商是接入物联网首先要考虑的安全问题.传统的物联网身份认证是基于"云中心-终端设备"的认证架构.而随着边缘计算技术的引入,认证架构转变为"边缘设备-终端设备"的架构,传统的认证方式不再适用.此外,物联网中存在多个通信域,不同域中的设备之间需要进行跨域间认证与密钥协商.针对以上问题,本文设计了边缘计算环境下...     

基于区块链技术的物联网信息共享安全机制

针对物联网（IoT）信息共享中存在的源数据易被篡改、缺乏信用保障机制以及信息孤岛问题，提出一种基于区块链技术的轻量级物联网信息共享安全框架。该框架采用数据区块链和交易区块链相结合的双链模式:在数据区块链中实现数据的分布式存储和防篡改，并通过改进的实用拜占庭容错（PBFT）机制共识算法，提升数据登记效率；在交易区块链中实现资源和数据交易，并通过基于部分盲签名算法的改进算法，提升交易效率、实现隐私保护。仿真实验部分分别针对抗攻击能力、双链的处理能力和时延进行了验证分析，结果表明该框架具有安全性、有效性和可行性，可应对现实物联网中的大部分场景。     

基于多智能体深度强化学习的车联网可信任务卸载策略

针对车联网中边缘节点的可信性无法保证的问题,提出了一种基于声誉的车联网可信任务卸载模型,用记录在区块链上的边缘节点声誉来评估其可信度,从而帮助终端设备选取可靠的边缘节点进行任务卸载。同时,将卸载策略建模为声誉约束下的时延和能耗最小化问题,采用多智能体深度确定性策略梯度算法来求解该NP-hard问题的近似最优解,边缘服务器依据任务卸载的完成情况获得奖励,然后据此更新记录在区块链上的声誉。仿真实验表明,与基准测试方案相比,该算法在时延和能耗方面降低了25.58%~27.44%。     

基于区块链的个人隐私保护机制

针对互联网租车场景中个人隐私保护问题,提出一种基于区块链的个人隐私保护机制。首先,针对互联网租车中暴露的个人隐私问题提出一个基于区块链的个人隐私保护解决方案框架;然后,通过参与者简介、数据库设计以及性能分析给出模型的设计和定义,并从授予权限、写入数据、读取数据和撤销权限等方面阐述该模型的框架和实现;最后,通过基于区块链的系统开发表明了该机制的可实现性。