一种基于联盟区块链的智能交通数据安全共享方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111050317A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号201911245760.8(22)申请日2019.12.07(71)申请人江西理工大学地址341000江西省赣州市红旗大道86号(72)发明人王迪张小红(74)专利代理机构南昌朗科知识产权代理事务所(普通合伙)36134代理人郭毅力郭显文(51)Int.Cl.H04W12/00(2009.01)H04W4/40(2018.01)H04L29/08(2006.01)G06F21/60(2013.01)G06F16/176(2019.01)权利要求书3页说明书10页附图4页(54)发明名称一种基于联盟区块链的智能交通数据安全共享方法(57)摘要一种基于联盟区块链的智能交通数据安全共享方法，包括信任机构、车载单元、路边单元和服务部门，其中的服务部门由汽车维修服务商、交通警察以及保险公司组成。车载单元对交通数据进行加密生成密文并发送给路边单元；路边单元主节点对密文进行打包生成区块，然后将区块连接到区块链；服务部门根据属性集和关键词从区块链上获得相应的密文，利用解密得到的信息为车载单元提供定制化服务。本发明颠覆了传统智能交通的数据中心化管理模式，防止单点崩溃和数据垄断，有效避免了共谋攻击，不仅保证了数据的完整性和机密性，还实现了数据的安全共享，在通信开销和计算开销方面也更具优势。CN111050317ACN111050317A权利要求书1/3页1.一种基于联盟区块链的智能交通数据安全共享方法，其特征是按以下步骤：(S01)：车辆驾驶过程的车速、位置、汽车零部件工作状态交通数据m被车载单元OBU收集，信任机构TA在系统初始化和密钥生成过程中生成系统参数Sparams、主密钥MSK、私钥SK、关键词的搜索密钥SK'；车载单元OBU利用系统参数Sparams和访问策略(M,ρ)对交通数据m进行加密，生成密文C发送给路边单元RSU，路边单元主节点对密文进行打包生成区块，然后将区块连接到区块链；(S02)：服务部门在为车载单元OBU提供服务的过程中，如果服务水平和条件无法满足车载单元OBU的需求，需要和同行业的其他公司合作以实现定制服务，则密文C被重加密生成重加密密文C'；(S03)：搜索服务合约根据系统参数Sparams和交通数据m的关键词，分别计算密文中关键词的验证码yj和相应的索引Index，重加密密文中关键词的验证码y'j和相应的索引Index'，信任机构利用服务部门的私钥、属性集S、关键词及关键词对应的搜索密钥SK'生成服务部门的搜索令牌tk；(S04)：车载单元OBU向搜索服务合约发送服务请求，搜索服务合约根据服务部门的搜索令牌tk和属性集S从区块链上检索相应的密文发送给服务部门，服务部门收到密文首先验证密文的有效性，验证通过后对密文进行解密，验证失败则丢弃该密文，当服务部门需要与同行业的其他公司合作以实现为车载单元提供服务时，重加密密文C'被发送给同行业的其他公司供其解密；(S05)：服务部门利用解密得到的数据信息为车载单元提供车辆维修与保养、违章处罚等定制服务。2.根据权利要求1所述的一种基于联盟区块链的智能交通数据安全共享方法，其特征是步骤(S01)所述的加密，按以下步骤：(1)系统初始化：设G1和G2是两个阶为素数q的乘法循环群，g和g1是G1的生成元，存在双线性映射e:G1×2kG1→G2，定义消息认证函数Y和6个哈希函数：H2:G2→{0,1}，H3,H4,H5:*λ{0,1}→G1，随机选择输入安全参数1和属性全集X，输出系统abb参数Sparams＝(e,q,g,g,e(g,g),g1,Y,H1,H2,H3,H4,H5,H6)和主密钥MSK＝(g,a)；(2)密钥生成：1)生成私钥：输入系统参数Sparams和具有身份标签i的属性集随机选择bacc计算A＝gg，B＝g，生成私钥SK＝(A,B,Dx)，信任机构在本地列表中存储(i,gac)；2)生成关键词的搜索密钥：服务部门搜索关键词kw时，随机选择计算p＝gd；服务部门将(i,p)发送给信任机构，信任机构在本地列表中搜索i是否存在，如果存在则生成关键词的搜索密钥SK'＝gacpb；(3)数据加密：k车载单元OBU随机选择α∈{0,1}计算秘密指数u＝H1(m,α)，从随机选择z2,z3,…,zn2CN111050317A权利要求书2/3页构成向量z＝(u,z2,z3,…,zn)共享秘密指数u，再随机选择计算uuU2＝g,U3＝g1，其中ηj＝z·Mj，J＝{ρ(j)∈S|1≤j≤l}表示访问策略(M,ρ)中用到的属性，l为访问策略(M,ρ)中的属性个数，访问策略(M,ρ)中的M是一个l×n的矩阵，Mj表示M的第j行向量