[論文レビュー] Intelligent Vehicle-Trust Point: Reward based Intelligent Vehicle Communication using Blockchain

Madhusudan Singh, Shiho Kim|arXiv (Cornell University)|Jul 24, 2017

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ひとこと要約

本論文では、ブロックチェーンを活用したインテリジェントビークル信頼ポイント（IV-TP）フレームワークを提案する。このシステムは、インテリジェントビークル（IV）通信における信頼性、データの信頼性、セキュリティを向上させる。誠実な行動を促す報酬メカニズムを用い、IV-TP記録を分散型レジストリに保存することで、検証可能で改ざん不能な車両間通信を実現する。交差点ユースケースシナリオによる検証が行われた。

ABSTRACT

The Intelligent vehicle (IV) is experiencing revolutionary growth in research and industry, but it still suffers from many security vulnerabilities. Traditional security methods are incapable to provide secure IV communication. The major issues in IV communication, are trust, data accuracy and reliability of communication data in the communication channel. Blockchain technology works for the crypto currency, Bit-coin, which is recently used to build trust and reliability in peer-to-peer networks having similar topologies as IV Communication. In this paper, we are proposing, Intelligent Vehicle-Trust Point (IV-TP) mechanism for IV communication among IVs using Blockchain technology. The IVs communicated data provides security and reliability using our proposed IV-TP. Our IV-TP mechanism provides trustworthiness for vehicles behavior, and vehicles legal and illegal action. Our proposal presents a reward based system, an exchange of some IV-TP among IVs, during successful communication. For the data management of the IV-TP, we are using blockchain technology in the intelligent transportation system (ITS), which stores all IV-TP details of every vehicle and is accessed ubiquitously by IVs. In this paper, we evaluate our proposal with the help of intersection use case scenario for intelligent vehicles communication.

研究の動機と目的

• インテリジェントビークル（IV）通信システムにおける深刻なセキュリティ脆弱性に対処すること。
• ピアツーピアのIV通信における信頼性、データの正確性、信頼性を向上させること。
• ブロックチェーン技術を活用した分散型でインcentive駆動の信頼メカニズムを構築すること。
• 車両の行動および通信記録への普遍的で改ざん不可能なアクセスを可能にすること。
• 実際の交差点通信シナリオを通じて、システムの実現可能性を評価すること。

提案手法

• IV-TPメカニズムは、各車両に関連付けられた信頼ポイント（IV-TP）を保存する分散型で改ざん不能なレジストリをブロックチェーン技術によって構築する。
• 各車両は、成功した誠実な通信に対してIV-TPを報酬として得る。これにより、信頼性の高い行動が促進される。
• 信頼ポイントは、交通データの正確な報告や交通ルールの順守といった車両の行動に基づき発行・検証される。
• システムは、共有されたブロックチェーンレジストリにアクセスすることで、車両同士が互いの信頼性を検証可能にする。
• 合意形成メカニズムにより、データの完全性が保証され、信頼記録の悪意ある改ざんが防止される。
• 実際の交差点シナリオを用いて評価することで、車両間通信（V2V）および信頼性検証のシミュレーションが行われた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分散型インテリジェントビークル通信ネットワークにおいて、信頼をどのように確立・維持できるか。
• RQ2 車両通信システムにおけるデータの正確性と信頼性を保証するメカニズムは何か。
• RQ3 ピアツーピア通信において、車両が誠実に行動するようにどのようにインcentiveを与えることができるか。
• RQ4 ブロックチェーン技術は、スマートインフラシステムにおけるスケーラブルで安全な信頼管理を効果的に支援できるか。
• RQ5 提案された報酬ベースのIV-TPシステムは、実際の交差点通信シナリオでどのように動作するか。

主な発見

• IV-TPフレームワークは、ブロックチェーン技術を活用して、インテリジェントビークル向けの分散型信頼モデルを成功裏に確立した。
• 報酬ベースのシステムは、車両間の真実かつ信頼性の高い通信を効果的に促進した。
• すべてのIV-TP記録は改ざん不可能なブロックチェーンに保存されており、データの完全性と監査可能性が保証された。
• 共有されたブロックチェーンレジストリへのアクセスにより、車両間でのリアルタイムの信頼性検証が可能になった。
• 交差点ユースケースは、動的で変化し続ける車両環境におけるIV-TPメカニズムの実現可能性とスケーラビリティを示した。
• 提案されたシステムは、IV通信における一般的なセキュリティ脆弱性、たとえばデータスプーフィングや悪意ある行動を緩和した。