面向 V2I 通信中基于信任的数据验证的行程证明
密码学与安全
2023-01-18 v4
摘要
先前关于车联网(Vehicle-to-Everything, V2X)通信安全的错误行为检测与信任管理研究，在识别伪造及恶意的 V2X 数据方面行之有效。给定区域内的每辆车均可作为见证人，报告邻近其他车辆的错误行为，随后这些车辆将被加入“黑名单”。然而，在网联车部署初期，可能不存在足够多愿意加入的见证人车辆。本文提出一种面向 V2X 安全的“白名单”方法，称为行程证明(Proof-of-Travel, POT)，其借助路边基础设施的支持。我们的目标是将嵌入车到基础设施(Vehicle-to-Infrastructure, V2I)协议中的密码学技术转化为博弈论机制，以同时激励网联车数据共享并验证数据可信度。其核心思想是根据车辆行驶里程以及其通过 V2I 信道共享的信息来确定车辆的声誉与贡献。具体而言，某车辆的总行驶里程必须由沿其运动路径的每个基础设施组件所签署的数字签名加以证明。构建空间运动证明链虽给恶意车辆带来负担，但获取证明并不会给正常车辆造成额外成本，后者本就自然地从起点移动至终点。POT 协议用于增强先前基于投票的 V2I 众感应用数据验证算法的安全性。对于 POT 增强的投票，我们通过博弈论分析证明，所有选择作弊的车辆并非纯纳什均衡。仿真结果表明，POT 增强的投票对恶意数据更具鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2104.05070,
title = {Proof of Travel for Trust-Based Data Validation in V2I Communication},
author = {Dajiang Suo and Baichuan Mo and Jinhua Zhao and Sanjay E. Sarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05070},
year = {2023}
}
备注
Preprint, IEEE Internet of Things Journal