[发明专利]基于区块链的智能车辆数字取证系统、激励方法及设备

说明书

本发明公开一种基于区块链的智能车辆数字取证系统、激励方法及设备，涉及车辆数据智能处理技术领域。采用两种不同的链码，并将其部署在两个处理通道中，其中，处理通道1存储车辆的数字数据并建立双重访问控制方法；通道2记录车辆的信誉值并建立基于信誉值的激励机制，在保证证据完整性和真实性的同时，促进了用户的参与度，填补了车辆数字取证中用户参与度的空白。并且，为了减轻区块链的存储压力，本发明还引入了星际文件系统(IPFS)网络。

技术领域

本发明涉及车辆数据智能处理技术领域，特别是涉及一种基于区块链的智能车辆数字取证系统、激励方法及设备。

背景技术

由于汽车工业的快速发展和智能技术的不断普及，智能汽车已经成为车联网的一个关键部分。它们使各种车辆服务应运而生，比如拼车服务、智能停车、车辆队列和其他服务。此外，智能汽车必将促进智能交通系统的早日实现和汽车工业的繁荣。然而，智能汽车的普及既产生了优点，也产生了缺点：智能汽车的普及将不可避免地增加目前的车辆数量，导致当局在车辆管理方面的压力增加，从而导致某些安全问题，如交通道路事故。相应地，出现了一个需要回答的重要问题:对于智能车辆来说，事故是源于司机的不当操作还是车辆系统的故障。在车祸对车内设备造成破坏性的损害之前，车辆数据被收集起来，这些数据被安全地储存起来，以分析事故的真正原因。

车辆数字取证(Vehicular Digital Forensics，VDF)是数字取证的一个分支，它可以取出存储在汽车模块中的数字证据或数据。从本质上讲，车辆配备了几个电子控制单元，它们串联运行以确保车辆的正常运行。各个电子控制单元产生的数据通过控制器区域网络总线传输到相应的车辆存储设备，如事件数据记录器(EDR，event data recorder)，这些数据最终由数字取证服务提供商使用专门设备提取。目前，VDF是学术界和工业界的一个重要研究课题，研究人员已经对VDF进行了多项研究。Hoque等人提出了一个取证调查框架用于收集和存储车辆数据。日志收集模块从自动驾驶模块收集日志，并通过哈希链和过滤器创建日志证明，最后将日志证明发布在互联网上。然而，这些工作的中心化管理方式很容易出现单点故障导致证据数据被恶意篡改，从而破坏了证据的完整性和真实性。

由于其固有的去中心化控制、防篡改、可追溯等特点，区块链技术已被广泛应用于商业金融、物联网、供应链等场景中。最近，一些研究人员将区块链技术应用于车辆取证领域。Cebe等人提出了一个名为Block4Forensic的综合车辆取证框架。他们在车辆公钥基础设施的基础上建立了会员制，通过区块链保护用户隐私和安全存储车辆数据。然而，他们主要关注的是证据的完整性，而没有考虑到用户的参与。在现实中，司机可能会因为各种原因拒绝使用取证服务，如担心嫌疑人的蓄意报复，隐私问题，以及取证服务的成本。由于汽车中没有VDF，执法机构在调查涉及这些汽车的事故时面临相当大的挑战，从而导致不良后果，如犯罪嫌疑人逍遥法外和无法识别汽车驾驶系统可能存在的安全威胁。

VDF代表了数字取证的一个重要分支，而关注这一领域的研究是有限的。Mansor等人分析了汽车系统中取证过程和数据的安全性，并提出了一种高效、安全、保护隐私和可靠的机制，以实现提供取证数据收集和存储过程。他们开发了一个移动应用程序，连接到汽车上收集数据，并将其转发到云服务器，此后，该应用程序验证云、移动和车载设备之间共享的数据的真实性。然而，由于数据的传输没有任何形式的加密，它很可能被截获。Feng等人设计并实施了一个非侵入性的机制，用于收集和存储智能城市内自驾车的法医证据，并模拟了从智能汽车到智能城市基础设施的数据传输。此外，他们通过一个安全的网络连接将自动驾驶汽车产生的传感器数据记录到云端，该网络连接使用预共享密钥对客户和服务器进行认证和加密。然而，对于存储在云服务器上的数据，没有考虑防篡改保护。此外，Hoque等人提出了AVGuard，一个用于自主车辆的法医调查框架。日志收集模块从自动驾驶模块收集日志，并通过哈希链和过滤器创建日志证明，最后将日志证明公布在互联网上。然而，在他们的研究中，并没有考虑网络中的日志被证明是损坏的可能性。

然而，上述研究均使用云服务器来存储关键数据。这种中心化管理的方法在受到攻击时容易发生单点故障，使数据失去意义。