無人駕駛車輛信息安全如何保證？杭電團隊在車聯(lián)網(wǎng)跨域安全認證領(lǐng)域取得新進展

近日，杭州電子科技大學(xué)微電子研究院夏瑩杰教授團隊聯(lián)合浙江大學(xué)、杭州師范大學(xué)等科研團隊，在智能交通領(lǐng)域TOP期刊《IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems》發(fā)表題為“EPP-GAS: An Efficient and Privacy-Preserving Cross Trust-Domain Group Authentication Scheme for Vehicle Platoon Based on Blockchain”的研究論文。車輛安全認證技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)信息安全的基礎(chǔ)。該研究針對車聯(lián)網(wǎng)編隊出行場景，創(chuàng)新性地提出了基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的高效且具有隱私保護能力的跨信任域車輛群組安全認證方案EPP-GAS，為將來城市級甚至更大場景的車聯(lián)網(wǎng)和無人駕駛出行提供了信息安全支撐。該研究得到了浙江省自然科學(xué)基金重點項目等的資助。

基于區(qū)塊鏈的車輛編隊跨域群組認證方法

近年來，智能網(wǎng)聯(lián)車、無人駕駛等技術(shù)快速發(fā)展，“智慧的車”紛紛上路：無人快遞車、無人巡邏車、無人清掃車、自動駕駛貨運重卡等，曾經(jīng)出現(xiàn)在科幻大片里的一輛輛自動駕駛汽車已經(jīng)“駛”進了我們的生活。最近，無人駕駛乘用車也進入了實用階段。百度的“蘿卜快跑”在武漢提供了100%的全無人駕駛叫車服務(wù)，特斯拉無人駕駛出租車“Cybercab”也于近日正式亮相。

隨著“聰明的車、智慧的路、靈活的網(wǎng)、強大的云”這些車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)從試點走向應(yīng)用，保障它們的信息安全尤為重要。智能車輛的安全認證技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的基礎(chǔ)，主要用于有效驗證車輛的信息，確保提供服務(wù)的安全性和可靠性。但是，當(dāng)面對大范圍、城市級甚至是跨城市級的車聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)時，跨信任域安全認證就會面臨安全性、效率、隱私等問題。

針對上述問題，研究團隊利用區(qū)塊鏈構(gòu)建可信分布式基礎(chǔ)設(shè)施，開展車聯(lián)網(wǎng)跨信任域安全認證研究，重點解決車輛編隊在跨域批量身份認證過程中的安全性、高效性、可信性等方面的問題。團隊設(shè)計了一種新型的擴展區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，將車輛編隊的認證參數(shù)編碼到BM-Tree區(qū)塊中，支持車輛編隊認證參數(shù)在多個信任域之間的共享；構(gòu)建了一種針對車輛編隊批量認證的群組認證協(xié)議，在車輛動態(tài)調(diào)整以及認證失敗的情況下能夠進行高效的重認證。該協(xié)議在跨信任域群組認證效率方面平均提高了31%，通信開銷平均降低了43.9%。

在上述區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)和認證協(xié)議的基礎(chǔ)上，團隊又設(shè)計了一種身份累加器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合多重累加器成員證明算法，提高了跨信任域批量身份認證的效率。相關(guān)研究成果也于2024年10月發(fā)表在IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 25(10): 14560-14571。

基于身份累加器的車輛編隊成員高效認證方法

上述研究成果能夠有效解決車聯(lián)網(wǎng)場景下智能車、無人車等智能駕駛移動終端的基礎(chǔ)安全認證問題，實現(xiàn)對大范圍移動的車輛群體的高效、可信、具有隱私保護的技術(shù)支撐，為無人駕駛出租車（RoboTaxi）、自動駕駛貨車編隊出行以及無人機/車輛空地一體協(xié)同應(yīng)用等各種智能駕駛場景提供安全保障，已成功應(yīng)用于蘇州高鐵新城車聯(lián)網(wǎng)試點項目中。

成果應(yīng)用于蘇州高鐵新城智能網(wǎng)聯(lián)云控平臺

目前，夏瑩杰教授團隊的研究成果已通過交通信息服務(wù)系統(tǒng)、交通智能管控系統(tǒng)等產(chǎn)品進行落地轉(zhuǎn)化，服務(wù)全國近100個城市，實現(xiàn)了理論研究—科技產(chǎn)品—技術(shù)服務(wù)的科研閉環(huán)。未來，研究團隊將在車聯(lián)網(wǎng)的軟硬協(xié)同安全保護技術(shù)等方面進一步開展研究，為智能駕駛、無人機與車輛空地一體等領(lǐng)域貢獻更多科技力量。