[发明专利]一种基于区块链智能合约的车辆身份认证方法

权利要求书

1.一种基于区块链智能合约的车辆身份认证方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、车管所管理人员先在区块链网络中创建车管所用户账户，然后在该车管所用户账户上部署区块链智能合约，该区块链智能合约中定义了椭圆曲线签名算法、注册和保存车辆区块链账户和用户区块链账户操作、使用车辆认证操作、共享车辆认证操作和转让车辆认证操作，其中所述的用户区块链账户具有车主用户区块链账户、共享用户区块链账户和转让用户区块链账户三种类型，车主用户区块链账户指具有车辆所有权的车主用户注册的账户，共享用户区块链账户指车主用户授权车辆使用权的第三方用户注册的账户，转让用户区块链账户指车主用户过户车辆的第三方用户注册的账户；将车主用户授权车辆使用权的第三方用户称为共享用户，将车主用户过户车辆的第三方用户称为转让用户，然后车管所管理人员使用车管所用户账户将该区块链智能合约部署在区块链网络中；

步骤2、汽车制造商在车辆上安装区块链交互模块，车辆的区块链交互模块能够和区块链网络进行远程通信以及能够与车辆控制系统进行本地通信，汽车制造商向车管所管理人员发起车辆区块链账户注册请求，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约在区块链网络中注册车辆区块链账户，并授权该车辆的区块链交互模块可以调用区块链网络中的区块链智能合约，然后将该车辆区块链账户返回给汽车制造商，车辆区块链账户中包含车辆公钥C_pk、车辆私钥C_vk和车辆基本信息C_m，车辆基本信息C_m包括车辆车架号VIN(Vehicle Identification Number)，且每个车辆对应唯一的车辆公钥C_pk和车辆私钥C_vk，在车辆区块链账户注册完成后，汽车制造商将车辆区块链账户提供给对应的车辆销售单位；

步骤3、将车辆与车主用户绑定上链，具体为：

步骤3-1、车主用户在其智能通信设备上安装移动端APP，该移动端APP用于实现车主用户、共享用户和转让用户之间的通信以及车主用户、共享用户和转让用户与车管所管理人员、区块链交互模块和区块链网络之间的通信，车主用户通过移动端APP向车管所管理人员发起车主用户区块链账户注册请求，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约在区块链网络中注册车主用户区块链账户，并授权该车主用户可以通过移动端APP调用区块链网络中的区块链智能合约，车主用户区块链账户中包含车主公钥O_pk、车主私钥O_vk和车主用户基本信息O_m，其中车主用户基本信息O_m包括车主用户的驾驶证编号，且每个车主用户对应唯一的车主公钥O_pk和车主私钥O_vk；

步骤3-2、车主用户购买车辆时从车辆销售单位获得车辆的车辆公钥C_pk和车辆基本信息C_m，然后通过移动端APP将车主公钥O_pk、车主用户基本信息O_m、车辆公钥C_pk和车辆基本信息C_m提供给车管所管理人员，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约将上述信息保存到区块链网络上，先生成一个包含车主公钥O_pk、车主用户基本信息O_m、车辆基本信息C_m、车辆公钥C_pk和时间戳的区块，然后通过区块链网络将该区块返回给车辆的区块链交互模块进行记录，其中时间戳用于表明该区块生成时间，该区块在区块链网络上存在唯一区块地址H_p，此后，车主用户能够通过车辆的区块链交互模块进行使用车辆认证、共享用户能够通过车辆的区块链交互模块进行使用车辆认证共享车辆认证、转让用户能够通过车辆的区块链交互模块进行转让车辆认证；当车主用户进行使用车辆认证时，具体认证过程为：

S1、车主用户通过移动端APP调用区块链智能合约对车辆的区块链交互模块发起开锁请求，开锁请求中包括该车主用户在区块链网络上生成的区块地址Hp和车主公钥O_pk，区块链智能合约通过其内预设的椭圆曲线签名算法，使用该车主用户的车主私钥O_vk对该开锁请求签名；

S2、车辆的区块链交互模块在收到使用车主私钥O_vk签名的开锁请求后，根据区块链智能合约中预设的椭圆曲线签名算法对该开锁请求进行进行验签，若能成功验签，则获得开锁请求的内容，进入S3，若不能成功验签，则不能获得开锁请求的内容，此时车辆的区块链交互模块发送验证未通过信号给车辆控制系统，车辆控制系统保持车辆锁定，拒绝使用车辆；

S3、车辆的区块链交互模块先根据开锁请求中的区块地址Hp在区块链网络中查找到对应区块，然后对比找到的的区块内保存的车主公钥O_pk是否和开锁请求中的车主公钥O_pk一致，若一致，则验证通过，发送验证通过信号给车辆控制系统，此时车辆控制系统控制车辆开锁，允许车主用户使用车辆，若不一致，则验证未通过，发送验证未通过信号给车辆控制系统，此时车辆控制系统保持车辆锁定，拒绝使用车辆；

当共享用户进行共享车辆认证时，具体认证过程为：

A1、共享用户在其智能通信设备上安装移动端APP，然后通过移动端APP向车管所管理人员发起共享用户区块链账户注册请求，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约在区块链网络中注册共享用户区块链账户，并授权该共享用户可以通过移动端APP调用区块链网络中的区块链智能合约，共享用户区块链账户中包含共享用户公钥S_pk、共享用户私钥S_vk和共享用户基本信息S_m，其中共享用户基本信息S_m包括共享用户的驾驶证编号，且每个共享用户对应唯一的共享用户公钥S_pk和共享用户私钥S_vk；

A2、共享用户通过移动端APP将共享用户公钥S_pk、共享用户基本信息S_m和用车信息提供给车主用户，用车信息包括用车时间和用车地点，车主用户通过移动端APP将上述信息以及车辆公钥C_pk和车主公钥O_pk提供给车管所管理人员，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约将上述信息保存到区块链网络上，生成一个包含共享用户公钥S_pk、共享用户基本信息S_m、共享用户用车信息、车辆公钥C_pk、车主公钥O_pk和时间戳的区块，然后通过区块链网络将该区块返回给车辆的区块链交互模块进行记录，同时在车辆的区块链交互模块记录用车时间，其中时间戳用于表明该区块生成时间，该区块在区块链网络上存在唯一地址Hp'，此后，共享用户能够进行共享车辆认证；

A3、共享用户通过移动端APP调用区块链智能合约对车辆的区块链交互模块发起开锁请求，开锁请求中包括该共享用户在区块链网络上生成的区块地址Hp'和共享公钥S_pk，区块链智能合约通过其内预设的椭圆曲线签名算法，使用该共享用户的共享用户私钥S_vk对该开锁请求签名；

A4、车辆的区块链交互模块在收到使用共享用户私钥S_vk签名的开锁请求后，根据区块链智能合约中预设的椭圆曲线签名算法对该开锁请求进行进行验签，若能成功验签，则获得开锁请求的内容，进入A5，若不能成功验签，则不能获得开锁请求的内容，发送验证未通过信号给车辆控制系统，车辆控制系统保持车辆锁定，拒绝使用车辆；

A5、车辆的区块链交互模块先根据区块地址Hp^’在区块链网络中查找到对应区块，然后对比找到的区块内保存的共享用户公钥S_pk是否和开锁请求中的共享用户公钥S_pk一致，若一致，则验证通过，发送验证通过信号给车辆控制系统，此时车辆控制系统控制车辆开锁，允许共享用户使用车辆；若不一致，则验证未通过，发送验证未通过信号给车辆控制系统，车辆控制系统保持车辆锁定，拒绝使用车辆；

A6、当共享用户的用车时间到达时，共享用户用车结束，此时车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约在车辆的区块链交互模块中和区块链网络中删除该共享用户在区块链网络上生成的区块；

当转让用户进行转让车辆认证时，具体认证过程为：

B1、转让用户在其智能通信设备上安装移动端APP，然后通过移动端APP向车管所管理人员发起转让用户区块链账户注册请求，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约在区块链网络中注册被转让用户区块链账户，并授权该转让用户可以通过移动端APP调用区块链网络中的区块链智能合约，转让用户区块链账户中包含转让用户公钥T_pk、转让用户私钥T_vk和转让用户基本信息T_m，其中转让用户基本信息T_m包括转让用户的驾驶证编号，且每个转让用户对应唯一的转让用户公钥T_pk和转让用户私钥T_vk；

B2、转让用户通过移动端APP将转让用户公钥T_pk和转让用户基本信息T_m提供给车主用户，车主用户通过移动端APP将上述信息、车辆基本信息C_m和车辆公钥C_pk提供给车管所管理人员，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约将上述信息保存到区块链网络上，先生成一个包含转让用户公钥T_pk、转让用户基本信息T_m、车辆基本信息C_m、车辆公钥C_pk和时间戳的区块，其中时间戳用于表明该区块生成时间，该区块在区块链网络上存在唯一区块地址Hp”，然后通过区块链网络将该区块返回给车辆的区块链交互模块进行记录，同时，车管所管理人员通过车管所用户账户上部署的区块链智能合约在车辆的区块链交互模块和区块链网络中删除车主用户对应的区块，此后，转让用户能够进行转让车辆认证；

B3、转让用户通过移动端APP调用区块链智能合约对车辆的区块链交互模块发起开锁请求，开锁请求中包括该转让用户在区块链网络上生成的区块地址Hp”和转让用户公钥T_pk，区块链智能合约通过其内预设的椭圆曲线签名算法，使用该转让用户的转让用户私钥T_vk对该开锁请求签名；

B4、车辆的区块链交互模块在收到使用转让用户私钥T_vk签名的开锁请求后，根据区块链智能合约中预设的椭圆曲线签名算法对该开锁请求进行进行验签，若能成功验签，则获得开锁请求的内容，进入B5，若不能成功验签，则不能获得开锁请求的内容，此时车辆的区块链交互模块发送验证未通过信号给车辆控制系统，车辆控制系统保持车辆锁定，拒绝使用车辆；

B5、车辆的区块链交互模块先根据区块地址Hp”在区块链网络中查找到对应区块，然后对比找到的区块内保存的转让用户公钥T_pk是否和开锁请求中的转让用户公钥T_pk一致，若一致，则验证通过，发送验证通过信号给车辆控制系统，此时车辆控制系统控制车辆开锁，允许转让用户使用车辆；若不一致，则验证未通过，发送验证未通过信号给车辆控制系统，车辆控制系统保持车辆锁定，拒绝使用车辆。