基於區塊鏈的多路徑行動接入點選擇，實現安全的 5G 車聯網

Keskeiset käsitteet

本文提出了一種基於區塊鏈的多路徑行動接入點選擇策略，用於確保 5G 車聯網中的安全通訊，透過結合區塊鏈技術和多路徑傳輸策略，有效降低了handover頻率和通訊延遲，並提升了網路安全性和可靠性。

Tiivistelmä

基於區塊鏈的多路徑行動接入點選擇，實現安全的 5G 車聯網

本研究論文探討在 5G 車聯網 (VANETs) 環境下，如何利用區塊鏈技術和多路徑傳輸策略，實現安全可靠的行動接入點 (MAP) 選擇。

隨著 5G 技術的快速發展，車聯網應用日益多元，然而，在動態的車輛環境中維持可靠、低延遲的通訊仍是一大挑戰。傳統仰賴固定基礎設施的車聯網，常因車輛移動性和網路流量變化而面臨頻繁的 handover、連線不穩定和網路壅塞等問題。

Tärkeimmät oivallukset

Blockchain-Based Multi-Path Mobile Access Point Selection for Secure 5G VANETs

by Zhiou Zhang,... klo arxiv.org 11-07-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.03371.pdf

Syvällisempiä Kysymyksiä

在實際應用中，如何應對區塊鏈技術在車聯網高移動性場景下的延遲問題？

在車聯網高移動性場景下，區塊鏈技術應用確實面臨著延遲挑戰。主要原因在於區塊鏈的共識機制需要節點間頻繁通訊和驗證，而車輛的高速移動和網路拓撲的快速變化會導致通訊不穩定，進而影響共識效率和交易確認速度。
為了解決這個問題，可以考慮以下幾種方法：

輕量級共識機制: 採用更高效的共識機制，例如權益證明（PoS）或委託權益證明（DPoS），可以減少參與共識節點的數量和通訊開銷，從而降低延遲。
分層區塊鏈架構: 將車聯網劃分為多個區域，每個區域使用獨立的區塊鏈網路，並通過跨鏈技術實現數據交互。這樣可以減少單一區塊鏈網路的負擔，提高交易處理速度。
邊緣計算: 將區塊鏈節點部署在靠近車輛的邊緣伺服器上，可以縮短通訊距離，降低延遲。同時，邊緣伺服器可以預處理數據，減少區塊鏈網路的負擔。
混合架構: 結合區塊鏈和其他技術，例如有向無環圖（DAG）或哈希圖，可以實現更高效的數據存儲和驗證，從而提高系統的整體性能。

總之，要應對區塊鏈技術在車聯網高移動性場景下的延遲問題，需要綜合考慮各種因素，並選擇合適的技術方案。

若攻擊者使用更複雜的攻擊手段，例如偽造大量具有高信任評分的虛假節點，現有的信任評分機制是否仍然有效？

如果攻擊者能夠偽造大量具有高信任評分的虛假節點，現有的簡單信任評分機制確實會面臨失效的風險。因為這些虛假節點可以通過偽造行為記錄，例如頻繁發送正常訊息或偽造穩定的連接狀態，來獲取高信任評分，進而繞過安全機制，發起攻擊。
為了應對這種情況，需要設計更安全可靠的信任評分機制，例如：

多維度信任評分: 不單純依靠通訊穩定性和行為記錄，而是結合更多維度的信息進行評分，例如車輛身份驗證、地理位置信息、歷史數據貢獻等。
基於行為模式分析: 利用機器學習等技術，分析車輛的行為模式，識別異常行為，例如與正常車輛顯著不同的移動軌跡或訊息發送頻率。
引入外部信任來源: 例如車輛製造商、監管機構或其他可信第三方，可以為車輛提供身份背書或信任評級，提高信任評分的可靠性。
去中心化身份驗證: 利用區塊鏈技術實現去中心化身份驗證（DID），確保車輛身份的真實性和唯一性，從根源上杜絕虛假節點的產生。

總之，面對更複雜的攻擊手段，需要不斷完善信任評分機制，結合多種安全技術，才能有效抵禦攻擊，保障車聯網的安全穩定運行。

本文提出的技術方案，是否可以應用於其他需要安全可靠通訊的物聯網場景，例如智慧城市或智慧交通系統？

是的，本文提出的技術方案具有一定的普適性，可以應用於其他需要安全可靠通訊的物聯網場景，例如智慧城市或智慧交通系統。

智慧城市: 在智慧城市中，各種感測器和設備需要相互通訊，共享數據。區塊鏈技術可以確保數據的安全性和可追溯性，而多路徑傳輸策略可以提高通訊的可靠性。例如，在智慧交通信號燈控制系統中，可以使用區塊鏈技術記錄和驗證信號燈狀態，並通過多路徑傳輸策略確保控制指令的可靠傳輸。
智慧交通系統: 智慧交通系統需要實時收集和處理大量的交通數據，例如車輛位置、速度、路況等。區塊鏈技術可以保障數據的完整性和不可篡改性，而多路徑傳輸策略可以提高數據傳輸的效率和可靠性。例如，在車聯網平台中，可以使用區塊鏈技術記錄和共享車輛數據，並通過多路徑傳輸策略確保數據的實時傳輸。
當然，在將該技術方案應用於其他物聯網場景時，需要根據具體的需求進行調整和優化。例如，需要考慮不同場景下數據的規模、傳輸距離、安全性要求等因素，選擇合適的區塊鏈平台、共識機制和通訊協議。
總之，本文提出的技術方案為構建安全可靠的物聯網應用提供了一種可行的思路，具有廣闊的應用前景。