本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈，具體而言，涉及基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在車載網(wǎng)絡(luò)(vehicular?ad?hoc?network，簡稱vanet)模型中，通常涉及到以下三個(gè)主要組件或?qū)嶓w：信任授權(quán)(trust?authority，ta)、路邊單元(roadside?unit，rsu)和配備obu的車輛，它們各自具有不同的功能和角色。

2、ta：信任授權(quán)是車載網(wǎng)絡(luò)中的信任管理實(shí)體，負(fù)責(zé)確保網(wǎng)絡(luò)中的安全和信任。其主要功能包括信任建立、證書管理、密鑰管理、安全策略制定和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的惡意行為。ta通常維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的車輛和rsu的身份驗(yàn)證信息以及信任級(jí)別，并協(xié)助解決安全問題。

3、rsu：rsu是一種位于路邊或其他專用位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它是放置在道路旁邊的設(shè)備，通常由交通管理機(jī)構(gòu)部署。它們具有以下主要功能：(1)提供通信中繼：rsu可以用作通信中繼站，幫助車輛之間或車輛與信任授權(quán)之間建立通信。(2)提供網(wǎng)絡(luò)連接：rsu可以連接車輛到互聯(lián)網(wǎng)，使車輛能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和云資源。(3)交通管理：rsu可以收集交通數(shù)據(jù)，監(jiān)控道路狀況，提供交通信息和管理交通流量。

4、車輛：車輛在車載網(wǎng)絡(luò)中是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，具有以下主要功能：(1)通信：車輛可以通過車對車(v2v)和車對基礎(chǔ)設(shè)施(v2i)通信與其他車輛和rsu進(jìn)行通信。(2)安全警告：車輛可以發(fā)送安全警告，如交通事故或道路障礙的信息給其他車輛，以提高交通安全。(3)導(dǎo)航和路線規(guī)劃：車輛可以接收導(dǎo)航信息和交通擁堵信息，并根據(jù)它們規(guī)劃最佳路線。(4)數(shù)據(jù)共享：車輛可以共享交通數(shù)據(jù)、路況信息、氣象信息等，以改善交通管理和道路安全。

5、但在現(xiàn)有的車載網(wǎng)絡(luò)中，無法保證數(shù)據(jù)在傳播過程中不被篡改或偽造，無法抑制虛假信息的傳播，使得車載網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中存在風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)技術(shù)，旨在確保數(shù)據(jù)不被篡改或偽造，防止虛假信息的傳播。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本申請?zhí)峁┝嘶诃h(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，包括以下步驟：

3、通過在由信任授權(quán)ta、路邊單元rsu和配備0bu的車輛組成的車載網(wǎng)絡(luò)中嵌入第一區(qū)塊鏈和第二區(qū)塊鏈，對車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)，其中，第一區(qū)塊鏈用于存儲(chǔ)車輛用戶的身份和公鑰信息，當(dāng)車輛做出惡意行為后，ta將惡意行為車輛從第一區(qū)塊鏈中撤銷并存儲(chǔ)到第二區(qū)塊鏈中。

4、優(yōu)選地，在通過構(gòu)建區(qū)塊鏈系統(tǒng)對車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)的過程中，ta選取兩個(gè)大素?cái)?shù)p，q＞2h和一個(gè)階為q的群g，其中p是群g的生成元；

5、ta隨機(jī)選取一個(gè)數(shù)其中，x作為主私鑰mtk，然后計(jì)算ppub＝xp作為主公鑰mpk；計(jì)算tpub＝kp作為系統(tǒng)主追蹤密鑰mtk，h2：g×g→{0，1}l，其中，l表示消息的位長度由l；

6、ta轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)參數(shù)params＝{p，q，g，p，ppub，tpub，h1，h2，h3，h4}到配備有obu的車輛，完成系統(tǒng)建立。

7、優(yōu)選地，在完成系統(tǒng)建立的過程后，基于身份的加密算法，獲取車輛idi的公鑰和私鑰然后將公鑰和私鑰存儲(chǔ)到車輛idi的防篡改裝置tpd中，同時(shí)ta將插入到負(fù)責(zé)存儲(chǔ)車輛身份的第一區(qū)塊鏈中，完成密鑰生成。

8、優(yōu)選地，在完成密鑰生成的過程后，將車輛ids以自組織或由rsu組織的方式形成環(huán)l＝{id1，id2，...，idn}，同時(shí)獲取環(huán)中車輛的身份信息和對應(yīng)的公鑰，其中，將ids設(shè)置在環(huán)l中；

9、基于車輛ids，隨機(jī)選取兩個(gè)值并且計(jì)算x1＝x1p，x2＝x2p；

10、對車輛ids將進(jìn)行如下計(jì)算，其中，i為消息m的跟蹤標(biāo)記：

11、

12、根據(jù)車輛ids，隨機(jī)選取其中i＝1,2，...，s-1，s+1，...，n，并進(jìn)行如下計(jì)算：

13、

14、接著引入一個(gè)時(shí)間戳ts到密文σ中，車輛ids將完整的密文σ＝{c，i，l，x1，x2，ts，{r1，r2，...，rn}，λ}發(fā)送到接收車輛idr中，完成環(huán)簽密操作。

15、優(yōu)選地，在完成環(huán)簽密操作的過程后，控制車輛idr，通過檢查條件|ts-tscur|≤δts，確認(rèn)時(shí)間戳c6的有效性，其中，tscur表示當(dāng)前時(shí)間，δts表示最大有效時(shí)間間隔；

16、若有效，可搜索第一區(qū)塊鏈和第二區(qū)塊鏈，以獲得車輛的身份idr和公鑰確保收到的車輛身份信息存在于第一區(qū)塊鏈中，而不在第二區(qū)塊鏈中，表示車輛目前是合法的，并且通過ta注冊的公鑰還未撤銷，繼續(xù)對接受到的密文進(jìn)行操作；

17、如果不是，車輛idr將丟棄該消息并返回一個(gè)符號(hào)⊥；完成驗(yàn)證過程。

18、優(yōu)選地，在完成驗(yàn)證過程后，控制車輛idr進(jìn)行以下計(jì)算：

19、

20、完成以上計(jì)算后，檢查等式：如果不成立，控制車輛idr丟棄消息；否則，確認(rèn)消息是正確的，利用車輛idr的私鑰以下計(jì)算復(fù)原消息m：完成解簽密過程。

21、優(yōu)選地，在完成驗(yàn)證過程中，通過車輛idr，檢查每個(gè)消息中ts的有效性，如果超過了有效范圍，則拒絕這些消息，反之進(jìn)行下一步計(jì)算：

22、通過車輛idr，選取一個(gè)隨機(jī)向量α＝{a1，a2，...，at}，此時(shí)idr檢查等式：

23、

24、如果不是，控制車輛idr將丟棄所有消息，否則繼續(xù)執(zhí)行解密操作，完成批量驗(yàn)證。

25、優(yōu)選地，在完成解簽密過程后，通過ta發(fā)現(xiàn)環(huán)l＝{id1，id2，...，idn}中惡意車輛的身份，驗(yàn)證以下等式：h3(c，x2)h1(idi)ppub＝k-1i-x2；解出等式后得到惡意車輛的身份并對其進(jìn)行處罰，ta將得到的惡意行為車輛的身份信息idi從第一區(qū)塊鏈中撤銷并將其存儲(chǔ)在第一區(qū)塊鏈中，完成惡意車輛追蹤。

26、優(yōu)選地，在對車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)的過程中，基于第一區(qū)塊鏈和第二區(qū)塊鏈，通過系統(tǒng)建立-密鑰生成-環(huán)簽密-驗(yàn)證和解簽密-批量驗(yàn)證-惡意車輛追蹤，對車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)。

27、本發(fā)明公開了基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，包括：

28、數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集惡意消息；

29、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將惡意消息發(fā)送至ta，獲取惡意車輛的身份；

30、吊銷模塊，用于根據(jù)惡意車輛的身份，將惡意車輛從第一區(qū)塊鏈中撤銷并將其存儲(chǔ)在第二區(qū)塊鏈中。

31、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

32、本發(fā)明通過區(qū)塊鏈可以用來維護(hù)車輛通信的安全性和數(shù)據(jù)完整性。通過將交通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，可以確保數(shù)據(jù)不被篡改或偽造，這有助于防止虛假信息的傳播，增加車輛通信的可信性。區(qū)塊鏈可以用于實(shí)現(xiàn)車輛身份驗(yàn)證和訪問控制。每輛車可以擁有一個(gè)數(shù)字身份，而區(qū)塊鏈記錄了這些身份的訪問權(quán)限。這可以幫助車輛識(shí)別其他車輛并驗(yàn)證其合法性，從而減少虛假和惡意車輛的威脅。

技術(shù)特征：

1.基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，其特征在于：

10.基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于環(huán)簽密的區(qū)塊鏈輔助條件隱私保護(hù)方法及系統(tǒng)，屬于區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，包括：通過在由信任授權(quán)TA、路邊單元RSU和配備OBU的車輛組成的車載網(wǎng)絡(luò)中嵌入第一區(qū)塊鏈和第二區(qū)塊鏈，對車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)，其中，第一區(qū)塊鏈用于存儲(chǔ)車輛用戶的身份和公鑰信息，當(dāng)車輛做出惡意行為后，TA將惡意行為車輛從第一區(qū)塊鏈中撤銷并存儲(chǔ)到第二區(qū)塊鏈中。本發(fā)明通過區(qū)塊鏈可以用來維護(hù)車輛通信的安全性和數(shù)據(jù)完整性，通過將交通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，可以確保數(shù)據(jù)不被篡改或偽造，有助于防止虛假信息的傳播，增加車輛通信的可信性，從而減少虛假和惡意車輛的威脅。

技術(shù)研發(fā)人員：李亞紅,趙恩鵬,張涵,黃海燕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘭州交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10