[发明专利]一种车联网中基于智能合约的公平支付系统及其工作方法

说明书

本发明涉及一种车联网中基于智能合约的公平支付系统及其工作方法，包括请求端、路测单元、多个目击端和区块链；所述区块链上搭载有智能合约；所述请求端与所述路侧单元通信相连，用以将目标区域道路信息请求发送给路侧单元，所述请求端还将需要支付的报酬存放在智能合约中；所述路侧单元根据所述请求端的请求进行广播并收集目击端；所述每个目击端为所述请求端提供目标区域的目击信息，并在智能合约中完成承诺并由智能合约验证目击信息的正确性和完整性；若该目击端的目击信息为多数信息，则目击端获得信息费；否则，恶意目击端将因提供虚假消息而被惩罚。本发明实现目击信息的承诺与验证，保证目击端、路侧单元和请求端之间的公平支付。

技术领域

本发明涉及区块链与车联网领域，特别是一种车联网中基于智能合约的公平支付系统及其工作方法。

背景技术

随着物联网的发展，越来越多的“设备”将连接到互联网，其中车辆将占很大部分，物联网的新时代正在推动传统车载自组网(VANET)向车联网(IoV)发展。车载自组网是一种特殊类型的移动自组织网络，用于车辆与路侧单元(RSU)之间的通信。车辆信息广播网络作为车载自组网的重要组成部分，通过交换道路交通信息，可以提高交通的安全性和效率。

为了保证车辆信息广播网络中的安全通信，在建立信息广播系统前需要解决安全和隐私问题，同时需要调动用户回复广播的积极性，所以在建立车辆信息广播系统时存在两个需要解决的问题。首先，在理想的情况下，因为广播通常涉及用户的隐私信息，所以信息应在网络上匿名转发。然而，匿名信息不能保证信息的可靠性，从而降低了信息的可信度，所以需要解决匿名信息的可靠性问题。其次，参与用户缺乏回复广播信息的积极性。若用户不能从回复广播信息中获得收益，就会失去回复广播的动力，所以需要适当的报酬激励用户回复广播，需要解决公平支付问题。

现有的系统采用门限身份认证方案保证信息的匿名性与可靠性。在门限身份认证方案中，只有当信息被超过阈值数量的车辆确认后，接收者才接受该信息。现有方案中的阈值匿名广播，包括直接匿名认证和一次性匿名认证的方案。然而恶意用户的凭证无法被有效的撤销，导致频繁的恶意车辆攻击，降低方案的效率。现有方案中提出的一种基于分布式群模型的阈值匿名认证协议，通过增加分布式群的复杂性，实现了匿名性、可跟踪性，同时解决信息的可链接性问题。Kounga等人提出一个安全架构来控制假名的产生，使用一种安全的硬件机制，并在不同的场景中改变阈值来防止女巫攻击。

同时现有的一些解决方案结合群签名保证信息的可靠性与可链接性。利用一次性身份验证和可链接群签名识别恶意用户，当发现背书信息为假时，提供了对信息生成者及其背书人进行后验跟踪的可能性。然而，跟踪阶段需要昂贵的配对操作，因此跟踪可疑信息的效率较低。采用安全的路侧单元管理来实现匿名控制，并基于属性加密的自适应多媒体数据转发协议。然而，设计采用安全的路侧单元管理来实现匿名控制，并基于属性加密的自适应多媒体数据转发协议的方案是困难的，路侧单元在传统的车载自组网中被认为是一种低安全级别的硬件，因此路侧单元要隐藏或加密数百条原始信息是不安全的。所以技术人员利用群签名来解决车载自组网中签名的可链接性，此方案中组用户间共享相同的私钥，这在隐私方案中被认为是不安全的。相关学者还提出了一种路侧单元辅助协议，使用群签名，减少恶意用户的影响，支持本地检测，对恶意节点具有高效的可跟踪性，用于抵御女巫攻击。然而，其无法在具有稀疏路侧单元的地区有效工作。然而，如果没有激励机制，其在转发消息时仍然会遇到用户激励问题。

区块链技术的出现引入了一种新的去中心化的支付模式来解决这些问题，它不受任何中央机构的控制。区块链中的智能合约是一种自动执行的合同，其条款(买卖双方之间的约定)被直接写入计算机的代码行。智能合约允许匿名方之间进行可信的交易和协议，而无需中央权威机构、法律体系的参与。因此，区块链和智能合约适合在车辆信息广播系统中执行验证操作，以实现请求者和目击者之间公平支付。