Page 470 - 《软件学报》2026年第2期

毕昌兵 等: 5G 车联网中基于区块链的半分布式消息认证加密方案 949

PK = (X,R), 其中 X,R ∈ G, 因此公钥长度为 2|G| = 80 Bytes.
∗
在本文方案中, 生成的签名是 σ, 其中 σ ∈ Z , 因此签名的长度为 1|Z| = 20 Bytes; 发送者的私钥是 SK = (x, py),
q
∗
其中 x, py ∈ Z , 因此私钥长度为 2|Z| = 40 Bytes; 发送者的公钥是 PK = (X,Y), 其中 X,Y ∈ G, 因此公钥长度为 2|G| =
q
80 Bytes. 其余方案的分析方法均相同, 故不再赘述.
各方案在签名长度、私钥、公钥和公/私钥总长度可视化对比如图 5 所示, 由图可知, 在签名长度方面, 本文
与文献 [8,9] 具有最短的签名长度, 相较于文献 [19] 节约了 80%, 相较于除了文献 [19] 之外的方案节约了 66.7%;
在私钥长度方面, 文献 [8] 具有最短的私钥长度, 本文与文献 [7,10,19,20,27,28,30,34] 的私钥长度一样, 但相较于文
献 [9,11,29] 节约 50%; 在公钥长度方面, 文献 [8,11,27,34] 拥有最短的公钥长度, 均优于本文方案与剩余的方案;
在公/私钥总长度方面, 文献 [8] 最占优势, 其次是文献 [27,34], 然后是本文与文献 [7,10,11,19,20,28,30], 最后是文
献 [9,29]. 鉴于其他方案均已被证明无法完全抵御两种类型的敌手攻击, 我们应重点关注能够同时抵御这两类攻
击的文献 [7,10,20,34]. 分析表明, 本文的方案在与文献 [7,10,20,34] 的方案保持相同私钥长度的前提下, 实现了最
短的签名长度.

160 160 160

140

120 120 120 120 120 120 120 120 120

100 100
长度 (Bytes) 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 8080 80 80 80

60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60

40 40
40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
20
20 20 20 20

0 本文
文献[7] 文献[8] 文献[9] 文献[10] 文献[11] 文献[19] 文献[20] 文献[27] 文献[28] 文献[29] 文献[30] 文献[34]

签名长度 私钥长度 公钥长度 公/私钥总长度
图 5 各方案通信开销对比图

6.3 智能合约 Gas 消耗
基于 elliptic-curve-solidity 库, 本文将信誉值更新合约部署到 Remix IDE 以测量智能合约的 Gas 消耗. 通过调
用该合约并上传不同的参数进行测试, 统计并分析了其 Gas 消耗情况.
本文参考了 2025 年 3 月 27 日的兑换参数, 即: 1 ETH = $1710.6 USD; 1 Gas = 1.335 GWEI, 1 RMB = 0.1379 USD,
并计算了传入不同数量的评价反馈消息的花销, 结果详细列于表 6. 结果显示, 虽然部署合约的消耗最大, 高达
419655 Gas = 6.952126199 RMB, 但考虑到部署合约仅需执行一次, 这一开销是完全可以接受的. 而合约部署成功
后, 其内部函数可以重复执行, 单次处理 50 条评价反馈消息的开销不超过 1.2 RMB, 这远远低于采用第三方模式
所产生的维护和管理成本.