Page 463 - 《软件学报》2026年第2期
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                                                              RID 向本地  VMC                           RID
                    b) 为本区域车辆生成部分私钥: 当车辆发送真实身份                              请求生成部分密钥时, 在确认了
                 的合法性后, 为其分配区块链地址、生成部分私钥以及设定初始信誉值, 并上传到区块链. 此外, VMC                            在本地数据
                                                 <Addr,RID>, 保证方案的可追溯性.
                 库存储车辆地址和真实身份的键值对列表
                    c) 信誉票证   CT  发放: 为保证传输信息的机密性, 本文设计全局加密信誉票证                 CT , 并设置了短暂的时间窗口.
                 在不同的时间段, VMC      需要为信誉值大于阈值的车辆发放最新的信誉票证.
                    d) 反馈结果收集: VMC     需要收集来自车辆的评价反馈结果, 并在验证反馈者身份的合法性后将反馈结果上
                 传到区块链上, 调用部署在区块链上的智能合约计算出车辆最新的信誉值.
                    (2) 车辆  V k  (vehicle): 车辆装有内置的车载单元  OBU (on board unit), 具备一定的计算和存储能力, 可以存储车
                 辆的隐私数据, 并提供简单的密码运算. 假设             OBU  支持  5G  网络协议, 是一种防篡改的设备, 它为车辆提供无线通
                 信能力. 每个车辆作为轻节点加入区块链, 具有访问区块链上数据的权限.
                    (3) 区块链  (blockchain): 本文采用区块链的类型是联盟链, 它由每个区域的             VMC  共同维护, 区块链上存储有
                 <Addr,RS > 列表, 通过区块链的共识算法, 每个区域的           VMC  能同步车辆的     <Addr,RS > 信息以及每个域的     VMC
                 公钥. 另外, 通过区块链上部署的智能合约可以实现信誉值更新等.
                    (4) 5G  基站  (5G base station, 5G-BS): 为  IoV  提供高速率的信息传输, 由于  5G  基站的存在, 可以实现  V2VMC
                 和  V2V  之间的快速通信. 假设    5G  网络能够很好地覆盖所有区域, 且传输速度足够快.
                  3.2   系统假设
                    本文提出的半分布式认证加密方案基于一些合理的假设, 在一定条件下可以满足. 这些假设分别如下.
                    (1) 存储在车辆   OBU  中的秘密数据不可能被其他人获得, 也不能被篡改.
                    (2) 由  5G-BS  提供的  5G  网络足以覆盖所有地域, IoV   的各部分时间保持同步.
                    (3) 大部分车辆在与其他车辆通信后做出的反馈是客观诚实的.
                  4   方案设计

                    本文所提的方案总共包括系统初始化、密钥生成、加密签名、解密验证和信誉值更新这                               5  个阶段. 方案整体
                 流程如后文图     2  所示. 本文中使用的符号见后文表         2.
                  4.1   系统初始化

                    (1) 假设共有   N  个  VMC, 组成的集合表示为     {VMC i |i = 1,2,...,N}. 各区域的  VMC  通过共识机制协商生成椭
                 圆曲线   E、安全参数    τ、大素数    p和q, 随机种子   Seed  以及  3  个抗碰撞  Hash  函数  H 1 , H 2 , h.
                    (2)   VMC i  选择随机数  sk i ∈ Z  作为自己的私钥, 计算对应的公钥     P Pub-i = sk i P. 初始化生成的系统公开参数为
                                          ∗
                                          q
                 SP = {p,q,P,H 1 ,H 2 ,h,P Pub-1 ,P Pub-2 ,...,P Pub-i }.
                    (3) 各方  VMC  通过共识算法选举代表成员         (假设选择    VMC 1 ) 部署如算法  1  所示的信誉值更新合约, 将系统
                 参数  SP 上传到区块链.
                    (4) 各区域的   VMC  利用协商的随机种子         Seed, 使用如图  3  所示的反向哈希链生成信誉票证集合              {CT i |i =
                                                                 2
                              i                    i            h (Seed) = h(h(Seed)) = CT n−1 . 另外, 为了加密的安全
                 1,2,...,n}, 其中  h (Seed) 表示对  Seed  执行过   次哈希运算, 如
                 性,  CT i  仅在时间范围内有效, 例如在时间       T 0 −T 1  内的有效信誉票证为   CT 1 . VMC  定期为信誉值大于阈值的合法
                 用户发放最新的信誉票证         CT i , 用户可以通过检查等式      h i−(i−k) (CT i ) = CT i−k  是否成立来检查  VMC  更新的  CT i  是否
                                                       ′
                 有效. 当  CT i  全部耗尽的时候, VMC   协商新的   Seed  执行相同的操作进行下一轮的加密通信.
                  4.2   密钥生成
                                                              i
                    车辆集合定义为       {V i,k |i = 1,2,...,N;k = 1,2,...,n}, 其中   表示车辆所属的域,  k  表示车辆的序号. 假设每个  V i,k
                                            RID i,k RID i,k  由汽车出厂商在生产时为车辆设置.     V i,k  生成密钥的步骤如下.
                                                 ,
                 拥有唯一且不重复的真实身份标识
                    1)   V i,k  发送   RID i,k  给当地的   VMC i VMC i  检查  RID i,k  的合法性. 若合法, 则进入下一步; 否则终止.
                                              ,
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