[发明专利]无人驾驶车群安全自协模型构建方法

说明书

本发明涉及无人驾驶领域，提出了一种无人驾驶车群安全自协模型构建方法，其特征是，具体包括如下步骤：步骤1.基于风险评估效用的无人驾驶车群动态演化方法；步骤1.1相关定义；步骤1.2无人驾驶车群事件及处理算法；步骤1.3无人驾驶车群演化算法；步骤2.无人驾驶车群安全自协模型；步骤2.1相关定义；步骤2.2基于撤销多项式的密钥更新协议；步骤2.3无人驾驶车群安全自协模型。本发明提供了一种能够保障无人驾驶车群持续保持自治协同运动行为智能化的安全性方法，从而使得无人驾驶车群在复杂场景下能够得到安全的应用。

技术领域

本发明涉及无人驾驶领域，具体涉及无人驾驶车群安全自协模型构建方法。

背景技术

随着人工智能技术的发展，国内外科技巨头也开始在无人驾驶领域竞相布局，相关企业纷纷投入重金研发相关技术，这样加快了无人驾驶技术的发展。据最新的无人驾驶行业预测，无人驾驶汽车预计在本世纪20年代末实现无需驾驶员的 L5级完全自动驾驶并在某些地区上市并合法使用，最初的无人驾驶车辆可能成本较高且新能有限，从本世纪30年代或者40年代开始，无人驾驶汽车成本将逐步降低，变得能够普及大众。

虽然无人驾驶技术被认为能够大幅减少人为原因造成的交通事故、缓解交通拥堵以及改善尾气污染排放，然而，现阶段无人驾驶技术仍然处于初级阶段，同时，无人驾驶与有人驾驶的共存，也必将导致新的交通安全、交通拥堵、空气污染等问题。无人驾驶作为智能交通发展最新形式，与无线通信技术相结合方式，为解决上述难题提供了新的手段。无人驾驶车辆不再依靠单体智能决策，而是通过车辆间信息共享，能够将使得车辆获得更加全面的道路状况等信息，进而实现车辆间的高效协作，避免交通事故发生，并提高车辆通行效率，实现从车辆单体智能向群体智能的转变。《节能与新能源汽车技术路线图》研究表明，智能网联汽车部署初期，利用智能网联汽车中辅助驾驶技术，减轻驾驶员的负担，使得未来城市交通尤其是复杂交叉路口环境中，利用自动驾驶技术和通信技术将可能实现美国图灵奖得主巴特勒·兰普森博士提出的交通运行零死亡率。

尽管智能网联汽车技术使得车辆单体智能向群体智能的转变成为可能，但是在实际应用中无人驾驶汽车暴露出车辆被远程控制、恶意攻击等安全威胁，成为组建无人驾驶智能车群的一大阻碍。目前，随着无人驾驶汽车的快速发展，知名公司的无人驾驶汽车频繁爆出致命的安全漏洞。2015年360网络攻防实验室利成功入侵特斯拉发动机电子控制单元ECU(Electronic Control Unit,ECU),实现了无需钥匙开启车辆。2016年～2017年，腾讯科恩实验室利用特斯拉车辆的漏洞两次成功对特斯拉发起无物理接触远程攻击，能够对车辆进行任意远程操控。

由于道路情况复杂、车辆移动快速，在无人驾驶车群中频繁出现节点加入和离开等现象，一些关键节点的离开还可能导致无人驾驶车群的分裂和合并重组。动态演化在无人驾驶车群的整个生命周期中是普遍存在的。车群演化过程中车辆间存在大量通信行为，需要使用安全通信方法来保证信息安全。

目前还没有关于安全的无人驾驶自协模型的研究，要想实现无人驾车群运动行为安全智能协同，需要解决如下问题：

(1)安全状态感知和应对措施：根据无人驾驶车群所处的环境以及自身的特性，需要在动态演化方法过程中实现安全状态感知和应对网络安全攻击事件的措施，在网络演化事件的关键步骤中，一旦车群中的重要节点遭到网络入侵，会扰乱车群的演化行为，威胁整个车群的安全性。

(2)成员证书难以维护：现有方案大多依赖固定设备充当证书认证机构(Certification Authority,CA)，然而，无人驾驶车群更多地需要考虑车群内部节点之间的协同，加上外部复杂环境的干扰，使得车群本身具有较高的动态性，如果由单一车辆充当CA，当管理CA车辆离开车群时，需要频繁迁移证书到车群内可信节点，这导致车群的证书难以维护。

发明内容

发明目的：