摘要
随着传感器和通信技术的发展，车联网开始应用在城市智能交通网络中。车联网的应用，提升了城市交通效率，也为用户提供了多样化的服务。网络规模的不断扩大和用户的不断增加，车联网中海量信息存储、数据共享和隐私安全都面临重大挑战。区块链全网共识和链式存储不可篡改的特点可以满足车联网对数据共享、隐私保护和高效安全的要求，因此得到广泛研究。随着车联网服务的发展和接入网络用户的不断增加，区块链系统安全和用户隐私保护问题的解决迫在眉睫。多样的车联网服务意味着更多的数据收集、交互和处理，用户数量的增加使得对系统性能的要求也越来越高。基于区块链技术的车联网系统虽然保证了数据的共享和不可篡改性，但其高能耗、低效率的特点无法满足车联网的高效、低延迟要求;同时现有的匿名认证方案无法保证匿名身份绑定的不可篡改性，并且认证流程复杂，加重了车联网的系统负担。针对上述问题，本文研究了基于区块链技术的车联网安全架构中的关键问题提出了基于区域的车联网区块链共识机制与零知识匿名认证方案。 具体贡献如下: 1、在深入研究和分析现有区块链共识机制的基础上，针对车联网的区域化特点设计了基于区域的安全区块链共识机制。通过使限制区块链中的节点仅打包自己区域内发生的交易，优化了传统PoW共识机制中的资源浪费，并设计了车辆在区域间的迁移算法，消除了迁移过程中的重新认证系统开销。 2、在分析深入研究现有密码学理论和匿名认证方案的基础上，基于区块链不可篡改的特性，设计了基于私有链的车联网匿名认证方案，通过去中心化、分布式的公钥基础实施有效分担现有研究中高负载情况下的注册压力。此外，本方案基于贡献1中的系统架构，通过混合链的形式，设计了车辆的匿名身份更新阶段，实现了对车辆匿名身份绑定信息的持续跟踪和不可篡改性。
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