交通零知识证明：一种用于协作感知数据的确定性且保护隐私的交叉验证机制
网络与互联网体系结构
2023-12-14 v1 密码学与安全
摘要
协作感知对于智能交通系统（ITS）中的联网自动驾驶汽车至关重要；然而，确保感知数据的真实性仍然是一个挑战，因为车辆无法验证它们未独立目击的事件。已经进行了各种关于建立数据真实性的研究，例如基于信任的统计方法和基于合理性的方法。然而，这些方法存在局限性，因为它们需要先验知识，例如先前的发送者行为或预定义规则来评估真实性。为了克服这一局限性，本研究提出了一种称为交通零知识证明（zk-PoT）的新方法，该方法涉及为交通观察生成密码学证明。关于同一车辆的多个独立证明可以被任何接收者确定性地交叉验证，而无需依赖地面实况、概率或合理性评估。此外，在整个过程中不会泄露任何私有信息。在一个专门设计的称为Flowsim的模拟器中，实现了一个反映zk-PoT行为的完整车载单元软件栈。然后使用合成的城市规模模拟进行了全面的实验分析，结果表明zk-PoT的交叉验证率在80%到96%之间，80%的验证在2秒内完成，协议开销约为25%。此外，对各种攻击的分析表明，大多数攻击可以被阻止，而某些攻击，如共谋攻击，可以被缓解。所提出的方法可以纳入现有工作中，包括欧洲电信标准协会（ETSI）和国际标准化组织（ISO）的ITS标准，而不会破坏向后兼容性。
引用
@article{arxiv.2312.07948,
title = {Zero-Knowledge Proof of Traffic: A Deterministic and Privacy-Preserving Cross Verification Mechanism for Cooperative Perception Data},
author = {Ye Tao and Ehsan Javanmardi and Pengfei Lin and Jin Nakazato and Yuze Jiang and Manabu Tsukada and Hiroshi Esaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.07948},
year = {2023}
}