基于區(qū)塊鏈的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息共享研究

程泉 王瑋敏 曹興盛

摘要：相比于傳統(tǒng)車輛，智能網(wǎng)聯(lián)汽車會收集、記錄和處理更多的數(shù)據(jù)，而車輛駕駛共享信息是汽車智聯(lián)網(wǎng)聯(lián)化中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)安全的保障尤為重要。利用區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、集體維護、公開透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特點，并運用到智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域，將保證數(shù)據(jù)的獲得價值性和可信性。本文首先闡述了智能網(wǎng)聯(lián)時代下信息保障的難點，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，提出如何將區(qū)塊鏈技術(shù)更好地應(yīng)用到智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)安全保障領(lǐng)域，為區(qū)塊鏈在智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)信息共享的應(yīng)用開發(fā)和創(chuàng)新提供思路，也將有助于智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的革新。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;智能網(wǎng)聯(lián);信息共享

1 緒論

智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合AI智能（Artificial Intelligence）、5G移動互聯(lián)互通，大數(shù)據(jù)處理、云計算等新型技術(shù)，實現(xiàn)車、路、人之間的動態(tài)信息的實時交互、共享。相比于傳統(tǒng)車輛，智能網(wǎng)聯(lián)汽車會收集、記錄和處理更多的數(shù)據(jù)，而車輛駕駛共享信息是汽車智聯(lián)網(wǎng)聯(lián)化中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，比如，在智能網(wǎng)聯(lián)場景下，車輛根據(jù)周圍車輛共享的駕駛動態(tài)信息做出實時改變，這些信息的共享將極大為汽車智能化帶來便利。但是對信息數(shù)據(jù)的安全性、完整性以及訪問控制等方面仍然存在較大問題。區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)共享方面且具有廣闊發(fā)展前景，從本質(zhì)上講，區(qū)塊鏈[1]是一個分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫的技術(shù)，是一種去中心化、集體維護、公開透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特點。區(qū)塊鏈本身具有強烈的時間關(guān)聯(lián)性，將記錄交互數(shù)據(jù)的區(qū)塊結(jié)構(gòu)組成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，在每條鏈條節(jié)點處有多方參與計算驗證，并且利用了非對稱加密技術(shù)[2]，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的不可篡改，保證了數(shù)據(jù)的獲得價值性和可信性。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車時代下信息保障難點

如何構(gòu)建一個車輛駕駛共享信息保障方案，確保這些信息來源真實可靠是當(dāng)今智能網(wǎng)聯(lián)時代必須解決的問題。

2.1 隱私保護安全控制要求

區(qū)塊鏈通過安全透明的信息交互，搭建數(shù)據(jù)鏈，利用數(shù)據(jù)庫的信息資源的共享，駕駛者將體驗到智能網(wǎng)聯(lián)化下科技成果，但是依賴于數(shù)據(jù)的智能網(wǎng)聯(lián)化，也將對數(shù)據(jù)庫的安全性的保障造成極大的挑戰(zhàn)。

2.2 信息安全性保障是關(guān)鍵

智能網(wǎng)聯(lián)汽車在試圖改變汽車產(chǎn)業(yè)的格局，而智能網(wǎng)聯(lián)下的各種信息數(shù)據(jù)將成為競爭格局中如何重塑未來的前沿和中心。隨著智能網(wǎng)聯(lián)不斷深入應(yīng)用和用戶信息電子化的不斷普及，使得數(shù)據(jù)泄露所產(chǎn)生的后果愈發(fā)嚴(yán)重，而且一旦用戶信息被上傳，就必須存在一個得到公認(rèn)的數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)的服務(wù)商，以保證用戶信息的分發(fā)范圍能得到有效控制，但是推選出一個公認(rèn)的安全數(shù)據(jù)存儲與分發(fā)機構(gòu)的難度很大[3]，在沒有這樣的一個機構(gòu)參與下的情況，如果只有各個獨立個體參與，那么數(shù)據(jù)的傳播和使用將會超出所應(yīng)該得到限值的范圍。

2.3 信息數(shù)據(jù)中央化管理風(fēng)險大

目前對數(shù)據(jù)的管理方法大多采用傳統(tǒng)落后的機制，即數(shù)據(jù)信息的集中化，大量的信息數(shù)據(jù)都集中在一個數(shù)據(jù)中心平臺，對于提供數(shù)據(jù)中心平臺的服務(wù)商在提供數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)業(yè)務(wù)的權(quán)利過大，極有可能出現(xiàn)擅自突破約束進行越權(quán)操作，比如非法濫用數(shù)據(jù)遠程控制車輛[4]。同時數(shù)據(jù)都集中在一個數(shù)據(jù)中心平臺上，容易遭受非法入侵，且受黑客襲擊后惡意刪除數(shù)據(jù)庫造成的損失也非常大。

2.4 智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)共享機制急需革新

利用網(wǎng)絡(luò)運營商，通過4G、5G等移動通信技術(shù)來完成數(shù)據(jù)信息的共享是當(dāng)下車聯(lián)網(wǎng)的常規(guī)模式，但是對于智能網(wǎng)聯(lián)時代的車輛數(shù)據(jù)信息共享模式，需要探索一條新的道路，以解決長期以來的信息滯后不對稱、信息易篡改造假、信息封閉性高不透明等問題。

針對上述問題，本文從區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢著手，結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)場景下車輛行駛信息共享化的特點，以創(chuàng)新思維模式將區(qū)塊鏈技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)信息共享技術(shù)相融合，為解決智能網(wǎng)聯(lián)場景下車輛行駛信息的共享的問題提供新思路。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)特征

通過利用區(qū)塊鏈技術(shù)的特性，可以增強分布式多渠道的智能網(wǎng)聯(lián)下駕駛員的體驗，保證行駛數(shù)據(jù)共享的來源真實可靠和安全透明，實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)時代的車輛自動化、網(wǎng)聯(lián)化和對各種信息的監(jiān)督和追溯的多元化目標(biāo)。

3.1 去中心化

網(wǎng)聯(lián)過程無需任何第三方的參與，只要節(jié)點滿足觸發(fā)條件，就能自由執(zhí)行數(shù)據(jù)交互操作，因而保證了數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的過程不可逆，并且可溯源。由于不依賴中心數(shù)據(jù)平臺協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，所有的數(shù)據(jù)交互均是點對點直接進行，提高了運行效率。

3.2 安全可靠性

安全可靠性。根據(jù)區(qū)塊鏈的規(guī)則，在每條區(qū)塊鏈節(jié)點處，如果數(shù)據(jù)的結(jié)果有超過51%的反饋是一致的，則判定數(shù)據(jù)未發(fā)生修改，這樣就會避免在某些鏈條上惡意節(jié)點上傳錯誤數(shù)據(jù)導(dǎo)致區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流發(fā)生篡改。要想篡改數(shù)據(jù)，就必須要獲得51%的節(jié)點認(rèn)可，實現(xiàn)這一要求的造假可能性很低。哈希算法的運用更是加強了區(qū)塊鏈技術(shù)的安全性。哈希算法具有唯一性、不可預(yù)測性和單向性，被廣泛運用到非對稱密碼加密技術(shù)中，它對任意目標(biāo)源數(shù)據(jù)通過哈希函數(shù)生成一組固定長度為256的哈希值，并且目標(biāo)源數(shù)據(jù)的內(nèi)容發(fā)生任何改變，生成的哈希值都是不同的，并且依據(jù)生成的哈希值是無法逆向還原目標(biāo)源數(shù)據(jù)的。

同時利用非對稱加密技術(shù)，對車輛收發(fā)雙方的信息數(shù)據(jù)進行加密和解密，由于加密和解密采用不同的密鑰，公鑰可公開發(fā)布，用于發(fā)送時數(shù)據(jù)的加密，私鑰是保密的，用于接收時相應(yīng)數(shù)據(jù)的解密。這樣就保證了數(shù)據(jù)在交互過程中的安全、可靠。

3.3 共識性

整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)不依賴其他第三方，所有節(jié)點能夠在系統(tǒng)內(nèi)自動安全地驗證，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各節(jié)點之間能夠有效達成共識，共同確認(rèn)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)。這樣就確保了數(shù)據(jù)流的真實性、公開透明性。

3.4 時間強關(guān)聯(lián)性

在鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，按照時間順序每個區(qū)塊之間都會有一個哈希值對接上一個哈希值，然后這個哈希值又會包括進后一個區(qū)塊中。一旦哈希值發(fā)生改變，后面區(qū)塊中的全部哈希值都會發(fā)生改變，這樣一來，數(shù)據(jù)的修改就會被發(fā)現(xiàn)并且被追溯到修改源頭，具有可追溯特性。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)駕駛信息共享的結(jié)合

智能網(wǎng)聯(lián)駕駛信息共享中將遇到諸多挑戰(zhàn)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)的特點和優(yōu)勢，可有利于在信息數(shù)據(jù)的私密性、安全性和數(shù)據(jù)交互的效率等問題上得到大大改善[5]。

4.1 數(shù)據(jù)非中央化管理

車聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)由中央化集中管理模式升級為非中央化的管理模式，使得各智能網(wǎng)聯(lián)車輛在去中心化后不再受到任何機構(gòu)控制，也大大降低了智能網(wǎng)聯(lián)信息數(shù)據(jù)泄露的可能性。區(qū)塊鏈技術(shù)可以對駕駛車輛的信息進行授權(quán)和加密。從授權(quán)方面來講，駕駛車輛的信息分為公開訪問和授權(quán)訪問兩種，因此可將車輛駕駛信息數(shù)據(jù)依據(jù)實際情況進行分類，比如包含每名的車主個人信息的需授權(quán)訪問，而各車輛位置信息等行駛信息無需授權(quán)便可訪問。從加密方面來講，區(qū)塊鏈技術(shù)采用非對稱加密算法，意思是對原始信息加密使用的密鑰和對加密信息解密使用的密鑰是不一樣的。非對稱加密算法大大加大的處理的難度，同時也大大提高了數(shù)據(jù)的安全性。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以很好的降低車輛駕駛信息共享的風(fēng)險，保障信息安全。

4.2 駕駛信息共享可靠性高

對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車行駛數(shù)據(jù)的共享有很強的安全性要求。每一個智能網(wǎng)聯(lián)汽車對任何一個錯誤信息的接受，都有可能導(dǎo)致車輛誤判接下來的行駛操作，極大增加安全事故風(fēng)險。區(qū)塊鏈技術(shù)的安全透明、不可篡改、可溯源等特性，可有效解決數(shù)據(jù)安全難題。

區(qū)塊鏈在智能網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)上的應(yīng)用主要是對個人身份信息、各零部件狀態(tài)信息的保存，各數(shù)據(jù)信息在遭受黑客襲擊、惡意篡改等非法行為時，區(qū)塊鏈中的各鏈條的節(jié)點處將觸發(fā)共識機制，錯誤的信息并不會上傳進區(qū)塊鏈中，得以保證真實的數(shù)據(jù)依然在區(qū)塊鏈中流轉(zhuǎn)。比如汽車在開啟自動駕駛模式時，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫的共享行駛信息數(shù)據(jù)被惡意篡改。對于區(qū)塊鏈上的流轉(zhuǎn)的行駛數(shù)據(jù)，需要監(jiān)管部門建立相關(guān)法律法規(guī)，約束不法分子的訪問控制權(quán)限，可確保受保護信息的真實性和完整性，有效防止數(shù)據(jù)被泄露或篡改。

未來，在城市建設(shè)高智能化下，交通市政平臺、智能路測裝置的數(shù)據(jù)可與車輛的信息相互連接[6]，在把交管局?jǐn)?shù)據(jù)中心、智能交通燈，以及公安天眼等的數(shù)據(jù)引入?yún)^(qū)塊鏈后，將大大提高了政府資源的利用率，對于利用數(shù)據(jù)共享平臺的車輛駕駛技術(shù)的前景不可估量。

4.3 新模式下的智能網(wǎng)聯(lián)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是一個信息化技術(shù)集成度高的行業(yè)，在這個行業(yè)中需要解決很多問題，有智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)運行成本的問題，也有智能網(wǎng)聯(lián)平臺數(shù)據(jù)共享的效率問題。

對于車輛行駛中所需的全部關(guān)鍵信息，有著分布式數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)共識模式的區(qū)塊鏈技術(shù)將更加安全高效。

利用現(xiàn)有C-V2X（Cellular-Vehicle to Everything）技術(shù)，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)車輛的應(yīng)用，在移動通信基站鋪設(shè)面不足帶來智能網(wǎng)聯(lián)推行困難上，建立以每輛車為中心的數(shù)據(jù)分布的模擬基站，即每輛車就是一個移動式基站，這將不同于之前傳統(tǒng)以移動通信基站為中心進行數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)模式。在新技術(shù)新模式創(chuàng)新應(yīng)用下，使得V2X更加合理，也使車輛駕駛的信息共享推行更容易。

5 汽車信息同步共享

區(qū)塊鏈與智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的融合，讓信息的共享可實現(xiàn)多途徑的應(yīng)用。車輛信息的互聯(lián)互通，采用了區(qū)塊鏈技術(shù)中的去中心化方式，可以較好解決實際道路中部分區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)并無鋪設(shè)的現(xiàn)狀。利用共享數(shù)據(jù)可生成車輛檢測數(shù)據(jù)報告，可作為車輛狀態(tài)的分析依據(jù)，幫助發(fā)現(xiàn)車輛存在的風(fēng)險，消除隱患。政府機構(gòu)、各汽車制造商等也利用生成的車輛檢測數(shù)據(jù)報告，為駕駛者提供各項服務(wù)。形成的車輛行駛實時數(shù)據(jù)，也有助于車輛在自動駕駛下執(zhí)行策略上提供有利依據(jù)。

共識性。汽車信息的同步共享的共識，實現(xiàn)了在無第三方介入的情況下，各區(qū)塊鏈條和各區(qū)塊鏈節(jié)點可以建立識別驗證的工作，共識機制的流程自動化、無人為干預(yù)，保障了信息的可信性和可靠性。

獨立性。目前車輛網(wǎng)的技術(shù)運用，采用了不同的網(wǎng)絡(luò)運營商提供同種類型的服務(wù)，但是不同的網(wǎng)絡(luò)運營商之間采用數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容并不一樣，又由于企業(yè)競爭、公司機密等原因，這些數(shù)據(jù)庫并不互通，因此造成了數(shù)據(jù)庫的重復(fù)采集，也造成了通信基站的投入資源的浪費。區(qū)塊鏈共享信息模式下，各區(qū)塊主體都是獨立的，皆可在保證安全的情況下獲得信息的共享。

追溯性。區(qū)塊鏈中采用的哈希加密技術(shù)，將每次共享信息生成一組唯一的代碼，利用這串唯一代碼可以掌握從車輛出廠銷售的流轉(zhuǎn)全流程。也可在車輛行駛過程出現(xiàn)問題的時候，利用追溯的信息，精準(zhǔn)對問題原因排查診斷。

6 結(jié)語

在智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展的過程中，信息數(shù)據(jù)的地位不可撼動，而其中區(qū)塊鏈技術(shù)的作用更是不可忽視，具有重要支撐作用，未來區(qū)塊鏈技術(shù)與AI智能、5G移動互聯(lián)互通，大數(shù)據(jù)處理、云計算技術(shù)的深度融合，對于保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)據(jù)共享安全性，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的發(fā)展都十分有利。本文提出的基于區(qū)塊鏈的汽車行駛共享數(shù)據(jù)應(yīng)用研究將為智能網(wǎng)聯(lián)場景下的數(shù)據(jù)安全提供有利參考。

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作者簡介：程泉（1989— ），男，湖北黃石人，碩士，工程師，主要研究方向為智能網(wǎng)聯(lián)汽車電磁兼容研究。