[论文解读] 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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一句话总结

本文提出了智能网联汽车信任点（IV-TP）框架，一种基于区块链的系统，可增强智能网联汽车（IV）通信中的信任、数据可靠性和安全性。通过使用奖励机制激励诚实行为，并将IV-TP记录存储在分布式账本上，该系统确保了车辆之间可验证、防篡改的通信，其有效性通过一个交叉路口应用场景得到验证。

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.

研究动机与目标

• 解决智能网联汽车（IV）通信系统中的关键安全漏洞。
• 提升车联网中点对点通信的可信度、数据准确性和可靠性。
• 开发一种基于区块链技术的去中心化、激励驱动的信任机制。
• 实现对车辆行为和通信记录的无处不在、防篡改的访问。
• 通过真实交叉路口通信场景评估系统的可行性。

提出的方法

• IV-TP机制利用区块链技术创建一个分布式、不可篡改的账本，用于存储与每辆汽车关联的信任点（IV-TP）。
• 每辆汽车通过成功且诚实的通信行为获得IV-TP作为奖励，从而激励可靠行为。
• 信任点根据车辆行为（如报告准确的交通数据或遵守交通规则）进行发放和验证。
• 该系统使车辆能够通过访问共享的区块链账本相互验证彼此的可信度。
• 共识机制确保数据完整性，并防止对信任记录的恶意篡改。
• 通过真实交叉路口场景对框架进行评估，以模拟车对车（V2V）通信和信任验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在去中心化的智能网联汽车通信网络中建立并维持信任？
• RQ2 哪些机制可以确保车联网通信系统中的数据准确性和可靠性？
• RQ3 如何激励车辆在点对点通信中诚实行事？
• RQ4 区块链技术能否有效支持智能交通系统中可扩展且安全的信任管理？
• RQ5 所提出的基于奖励的IV-TP系统在真实交叉路口通信场景中的表现如何？

主要发现

• IV-TP框架成功利用区块链技术为智能网联汽车建立了一个去中心化的信任模型。
• 基于奖励的系统有效激励了车辆之间诚实可靠的通信。
• 所有IV-TP记录均存储在防篡改的区块链上，确保了数据完整性和可审计性。
• 该系统通过共享区块链账本实现车辆间实时信任验证。
• 交叉路口应用场景证明了IV-TP机制在动态车联网环境中的可行性和可扩展性。
• 所提出的系统有效缓解了智能网联汽车通信中常见的安全漏洞，如数据伪造和恶意行为。