基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法

本发明涉及无人驾驶领域，具体涉及基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法。

背景技术：

1、(1)区块链在安全领域研究现状

2、信息安全是指通过采取各种技术和管理措施，保护计算机系统、网络系统以及其中所包含的数据不受未经授权的访问、使用、泄露、破坏或篡改。随着区块链技术的发展，其在信息安全领域有着广泛的应用，尤其是身份认证、访问控制和数据保护和加密等方面。

3、身份认证是确认用户身份的过程，以确保其合法性和真实性，访问控制则是基于身份认证的基础上，对系统资源的访问权限进行控制和限制，以保护敏感信息不被未经授权的访问或使用。hkeem等人设计了一种车联网身份验证方案，结合生物识别和防篡改技术以及双重身份验证，通过哈希链和消息签名确保信息安全。jiang等人提出了一种可追溯的个人信息区块链注册方法，保障用户隐私同时确保交易记录的不可否认性。gu等人开发了网格签名机制，通过混淆用户身份于类似信息组中以保护隐私，此方案提高了签名生成的效率。li等人使用环签名在区块链上保护用户隐私，但未优化系统性能或防御攻击。wang等人提出了一种区块链激励模型，使用k-匿名技术保护数据隐私，并通过环签名进一步保护用户身份。cui等人提出了一个多wsn身份验证方案，利用物联网节点分层和混合区块链模型来保护身份。

4、数据保护技术致力于保障数据的机密性和完整性。机密性保证数据不被未经授权的人访问；而完整性则确保数据的真实性、有效性以及未受到篡改。目前，已有多个领域正在探索如何利用区块链技术来保护数据的安全性和隐私性，提出了各种基于区块链的数据加密和存储方案，包括使用智能合约来实现数据加密，以及将数据分片存储在区块链网络中以提高数据的安全性。

5、尽管区块链在信息安全领域已经有了许多研究和方法，但它仍然无法直接应用到无人驾驶车群安全方法中，原因如下：

6、区块链共识易导致马太效应：在区块链共识机制中，一些共识算法(比如权益证明)可能导致拥有更多计算资源的节点更容易获得区块奖励，从而进一步增加其计算资源和权力，形成正反馈循环。这可能导致少数节点或实体控制网络的大部分算力和决策权，而其他节点逐渐失去参与决策的机会，从而加剧了马太效应。

7、(2)基于安全信誉评估的无人驾驶车群构建方法

8、程久军等发明人于2023年10月20日申请的《基于安全信誉评估的无人驾驶车群构建方法》(申请人：同济大学，专利申请号：202410025918.5)，提出了衡量分布式无人驾驶车群安全性的信誉评估效用；结合无人驾驶车辆节点状态，提出了基本节点集与核心节点链的构建方法；结合区块链进行身份认证，提出了基于信誉评估效用的无人驾驶车群形成算法(reputation evaluation utility based car cluster formation,reuccf)；给出了车群信誉评估效用、信誉评估可信度、车群生存时间、可信节点生存时间等评价指标，构建仿真实验对提出的无人驾驶车群进行了安全性验证，提高了无人驾驶车群整体的安全性，同时可以赋予无人驾驶可信车辆节点的身份认证能力，加快身份验证的响应速度。

技术实现思路

1、针对现有车群容易受到单点攻击和区块链共识容易导致马太效应等问题，本发明提出了基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法。该方法提出了信誉证明共识机制，旨在避免信誉权重的中心化；提出了基于车辆综合安全信誉评估的分布式车群动态演化算法；结合状态转换和事件触发条件，构建了无人驾驶车群安全协同模型，并对其进行了深入的性质分析和安全性证明。通过仿真实验，利用车群均匀度、车群安全信誉评估效用、安全信誉评估可信度、车群生存时间、可信节点生存时间等评价指标，通过高速公路中的低速、中速、高速场景对本发明提出的安全的无人驾驶车群协同模型进行了验证，提高了车群整体的安全性，保障了无人驾驶车群有效抵御恶意节点的入侵。

2、本发明的技术方案：

3、基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、步骤1.相关定义；

5、步骤2.基于信誉管理的无人驾驶车群动态演化方法；包括：

6、步骤2.1信誉管理；

7、步骤2.2动态演化事件；

8、步骤2.3车群拓扑优化；

9、步骤2.4无人驾驶车群演化算法。

10、步骤3无人驾驶车群的安全协同模型构建；包括：

11、步骤3.1车群状态转换；

12、步骤3.2安全协同模型。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明公开了基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，为无人驾驶车群的运动行为智能化提供了有效的安全保障，有助于应对潜在的交通危险、避免碰撞以及提高道路通行效率，从而降低交通事故风险，对促进无人驾驶技术的健康快速发展具有较好的意义和实际应用价值。

技术特征：

1.基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，其特征在于，所述步骤1：

3.如权利要求1所述的基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，其特征在于，所述步骤2：

4.如权利要求1所述的基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，其特征在于，所述步骤3：

技术总结本发明属于无人驾驶领域，提出了基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群协同模型构建方法，包括：步骤1.相关定义；步骤2.基于区块链安全信誉管理的无人驾驶车群动态演化方法；步骤3.无人驾驶车群的安全协同模型。本发明提出了信誉证明共识机制，旨在避免信誉权重的中心化；提出了基于车辆综合安全信誉评估的分布式车群动态演化算法；结合状态转换和事件触发条件，构建了无人驾驶车群安全协同模型，并对其进行了性质分析和安全性证明。本发明提高了车群整体的安全性，保障了无人驾驶车群有效抵御恶意节点的入侵，为无人驾驶运动行为能够稳定有序行驶提供了有效的安全保障，对促进无人驾驶健康快速发展，具有重要的意义和应用价值。技术研发人员：程久军,倪张凯,吴继伟,李湘梅受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2