Page 459 - 《软件学报》2026年第2期

938 软件学报 2026 年第 37 卷第 2 期

满足 IoV 环境下一对多的信息共享需求; (4) 信誉机制虽然能提升消息可信度, 但往往未与安全认证机制结合, 难
以抵御恶意节点的攻击. 本文在前人研究的基础上受到启发, 针对现存的一些安全问题与安全需求, 例如消息认证、
完整性、机密性、可信度保证以及去中心化等, 结合区块链、CLS、信誉机制等技术, 提出一种基于区块链的半
分布式认证加密方案, 该方案能有效地保证消息的完整性和身份认证, 同时还能减少内部恶意用户发布虚假信息
等问题. 本文方案与其他方案的比较总结如表 1 所示.

表 1 方案功能性比较

分类 方案 年份 应用场景 身份认证 完整性 机密性 可信度 分布式 抗 A I 抗 A II
文献[11] 2017 移动支付 √ √ × × × × √
文献[27] 2017 IoT √ √ × × × × ×
文献[28] 2018 IoT √ √ × × × × ×
文献[29] 2020 IoT √ √ × × × × √
CLS 文献[30] 2022 IoT √ √ × × × × √
方案
文献[7] 2023 IoV √ √ × × × √ √
文献[8] 2023 IoV √ √ × × × × ×
文献[9] 2024 广播系统 √ √ × × × × ×
文献[10] 2025 IoV √ √ × × × √ √
文献[13] 2011 理论研究 √ √ √ × × × √
文献[31] 2013 理论研究 √ √ √ × × × ×
签名与
加密方案 文献[32] 2019 IoV √ √ √ √ × 无 无
文献[14] 2022 无人机 √ √ √ × × 无 无
文献[33] 2022 IoV √ √ × × × 无 无
文献[19] 2021 IoT √ √ × × √ × ×
分布式 文献[20] 2023 IoT √ √ × × √ √ √
密钥管理 文献[21] 2024 IoT √ √ × × √ √ √
文献[34] 2024 IoT √ √ × × √ √ √
文献[6] 2012 IoV √ √ × √ × 无 无
信誉机制
文献[25] 2017 IoV × × × √ × 无 无
本文方案 2025 IoV √ √ √ √ 半分布式 √ √
注: “√”表示满足该属性, “×”表示不满足该属性, “无”表示无需考虑此类属性, “抗 A I ”表示能抵抗类型I的敌手攻击, “抗 A II ”表示
能抵抗类型II的敌手攻击

2 预备知识

本文所提方案涉及的预备知识主要包括椭圆曲线离散对数问题、无证书签名形式化定义、区块链与智能合
约, 分别介绍如下.
2.1 相关数学困难问题
椭圆曲线离散对数问题 ECDLP (elliptic curve discrete logarithm problem): 设 G 是 q 阶椭圆曲线循环群 (其中 q
是一个大素数), P 是 G 的生成元, 给定 aP, P ∈ G, 计算 a ∈ Z .
∗
q
A 成功解出 ECDLP 的概率为:
定义算法

ECDLP
Succ ∗ (A) = Pr[a ← A(aP,P)].
Z p
ECDLP 假设: 对于任意多项式时间算法 , ECDLP (A) 是可忽略的.
A Succ ∗
Z p
2.2 无证书签名形式化定义
本文所设计的无证书签名方案包括 3 种类型的参与者: 密钥生成中心 KGC (key generation center)、发送者和