利用信任和区块链技术实现车辆互联网（IoV）中高效可靠的信息共享

《IEEE Transactions on Vehicular Technology》：Efficient and Reliable Information Sharing for Internet of Vehicles Using Trust and Blockchain

在物联网车辆（IoV）时代，智能传感器共享信息提升交通安全和效率，但面临隐私与安全挑战。本文提出基于熵与二项分布的信任分数增强型DPoS共识机制，确保匿名可追溯的信息共享，实验验证其有效提升恶意车辆检测、通信延迟、安全性和效率。

　　

摘要：

在车联网（IoV）时代，联网车辆利用智能传感器共享敏感的实时信息，以提高道路安全性、驾驶舒适性和交通效率。尽管取得了这些进展和带来了诸多好处，但安全和隐私漏洞仍然是一个重要的挑战。本文提出了一种基于增强信任机制的委托权益证明（DPoS）共识的联盟区块链，以有效解决信息共享中的这些问题。所提出的共识方法侧重于根据车辆交易历史分析得出的信任分数来选择矿工。信任分数的计算采用了熵信息和二项分布，其中熵用于衡量车辆行为的不确定性，二项分布用于评估其交易的成功率。该模型确保了车辆之间的信息共享既可追溯又匿名，防止了未经授权的信息传输，并提高了整个系统的可靠性。通过利用这种增强信任的DPoS共识机制，所提出的方案不仅克服了车辆自组织网络（VANET）面临的挑战，还通过提高道路安全性和节能效果促进了经济利益。实验结果验证了该模型的有效性，显示出在检测恶意车辆、通信延迟、安全性和IoV应用效率方面取得了显著改进。

引言

计算能力、存储容量、电池寿命、异构无线接入网络以及物联网（IoT）的出现和发展推动了车联网（IoV）的演进。这是一种新的范式，它有潜力将智能技术融入车辆中，以克服车辆自组织网络（VANET）的固有局限[1]。传统的VANET旨在通过配备当前无线接入技术的车辆之间的实时通信来提高交通效率和安全性，这些车辆可能装有路边单元（RSUs）。以安全为首要目标的汽车和道路基础设施现代化是VANET商业化面临的一项挑战。全球交通事故数量的增加是一个令人担忧的问题。车联网（IoV）有望有效减少交通事故，并促进车辆通信领域的经济效益[4]、[5]。车联网（IoV）的网络架构多种多样，包括五种类型的车辆通信：车对基础设施（V2I）、车对传感器（V2S）、车对路边单元（V2R）、车对个人设备（V2P）和车对车（V2V）。在车联网（IoV）的背景下，V2V通信指的是道路上车辆之间的最短距离信息共享。多种技术，如无线通信协议、传感器和车载计算系统，为实现这种通信提供了支持[6]、[7]。V2V通信使车辆能够与邻近车辆共享实时信息，从而提高道路安全性、驾驶效率以及整体交通管理。然而，车联网（IoV）中的V2V通信也存在一些问题，例如容易受到黑客攻击、未经授权的访问、可能危及道路安全、数据被篡改以及连接车辆数量增加等问题。传统的V2V系统可能需要帮助来管理不断增长的车联网生态系统所需的可扩展性，而V2V通信可能会收集和共享受保护的信息，这引发了关于用户隐私和信息安全的担忧[16]、[17]。