关键词:
区块链技术
Hyperledger Fabric
隐私保护
车联网
共享数据
摘要:
随着网络技术的飞速发展和传感设备的广泛应用,人们的生活逐渐进入物联网时代,智能家居、智能交通的出现极大地便利人们的生活。车联网是一种基于物联网技术的智能交通应用,为人们提供智能化的出行方式。随着车联网的普及以及车联网开放性和高移动性等特点,车辆的真实身份等隐私信息容易暴露在网络中,因此被跟踪,此外车辆传输数据时亦容易被恶意车辆攻击。现有方案大多基于中心化的架构,造成身份机密性低和通信开销大、易受攻击等问题。快速发展的区块链技术有望缓解车联网中的隐私安全问题,其去中心化的特性,可以增强车联网隐私安全,无需可信第三方的介入,实现互不信任环境下双方共识的达成。本文围绕基于超级账本Fabric的区块链技术解决车联网中存在的隐私安全问题,主要针对车联网在交易过程中用户身份隐私保护和社交数据共享过程中的安全保护展开研究,具体研究如下:(1)针对车联网中车辆身份隐私保护问题,提出基于超级账本的车辆身份隐私保护方案,采用超级账本框架取代传统区块链,车联网中的用户为经过身份认证的车辆,有效减少恶意用户存在的可能性,交易排序采用可拔插的共识协议,满足具有高吞吐量的车联网系统的需求。采用由系统随机分配给车辆的编号和公钥作为车辆在通信中的假名,保证车辆身份的隐私。在不同的子网中通过更换公钥,保护车辆在移动时的隐私,有效地减少车辆被跟踪的可能性。在链码中设置信誉分数评估算法,对分数低的车辆限制其加入车联网,并拒绝提供服务,同时对车辆发出的消息根据隐私性划分级别,对级别较高的消息加密后转发,级别低的消息无需加密直接转发,有效保护信息的安全性和完整性,可以降低系统资源的消耗。此外通过一系列的可行性分析和安全评估,证明该方案的可行性,所提方案为车联网中车辆隐私安全问题提供一种有效解决途径。(2)随着车联网规模的扩大,社交数据越来越冗余繁杂,使得车联网中社交数据的安全共享存在一些问题,亦造成数据的细粒度访问效率低下和共享数据被盗用等一系列问题。针对这些问题设计基于超级账本的车联网社交数据的共享方案,底层架构使用联盟链,车辆身份获得认证后被允许加入网络,减少恶意车辆存在的可能性。同时采用超级账本独有的多通道特性,将不同类型的社交数据通过通道隔离,使得同一通道的成员可以访问内部数据,通道外的成员则无法访问。在数据共享的过程中,通过加入基于属性的访问控制,数据使用者只有在属性满足预设的访问策略时即获取到请求的数据,有效提高数据使用的细粒度性,保障数据安全性。在链码中设置属性更新算法和策略更新算法,实现属性更新和策略更新,保障数据的持久性。最后通过一系列的安全评估和性能测试,结果证明本方案是可行的,有效提高数据共享的安全性和细粒度访问。