程泉 王玮敏 曹兴盛

摘要：相比于传统车辆，智能网联汽车会收集、记录和处理更多的数据，而车辆驾驶共享信息是汽车智联网联化中的关键数据，对于数据安全的保障尤为重要。利用区块链技术的去中心化、集体维护、公开透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特点，并运用到智能网联汽车领域，将保证数据的获得价值性和可信性。本文首先阐述了智能网联时代下信息保障的难点，结合区块链技术，提出如何将区块链技术更好地应用到智能网联数据安全保障领域，为区块链在智能网联数据信息共享的应用开发和创新提供思路，也将有助于智能网联汽车产业的发展，推动智能网联汽车行业的革新。

关键词：区块链;智能网联;信息共享

1 绪论

智能网联汽车融合AI智能（Artificial Intelligence）、5G移动互联互通，大数据处理、云计算等新型技术，实现车、路、人之间的动态信息的实时交互、共享。相比于传统车辆，智能网联汽车会收集、记录和处理更多的数据，而车辆驾驶共享信息是汽车智联网联化中的关键数据，比如，在智能网联场景下，车辆根据周围车辆共享的驾驶动态信息做出实时改变，这些信息的共享将极大为汽车智能化带来便利。但是对信息数据的安全性、完整性以及访问控制等方面仍然存在较大问题。区块链技术在数据安全和数据共享方面且具有广阔发展前景，从本质上讲，区块链[1]是一个分布式的共享账本和数据库的技术，是一种去中心化、集体维护、公开透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特点。区块链本身具有强烈的时间关联性，将记录交互数据的区块结构组成链式结构，在每条链条节点处有多方参与计算验证，并且利用了非对称加密技术[2]，实现了数据的不可篡改，保证了数据的获得价值性和可信性。

2 智能网联汽车时代下信息保障难点

如何构建一个车辆驾驶共享信息保障方案，确保这些信息来源真实可靠是当今智能网联时代必须解决的问题。

2.1 隐私保护安全控制要求

区块链通过安全透明的信息交互，搭建数据链，利用数据库的信息资源的共享，驾驶者将体验到智能网联化下科技成果，但是依赖于数据的智能网联化，也将对数据库的安全性的保障造成极大的挑战。

2.2 信息安全性保障是关键

智能网联汽车在试图改变汽车产业的格局，而智能网联下的各种信息数据将成为竞争格局中如何重塑未来的前沿和中心。随着智能网联不断深入应用和用户信息电子化的不断普及，使得数据泄露所产生的后果愈发严重，而且一旦用户信息被上传，就必须存在一个得到公认的数据存储和分发的服务商，以保证用户信息的分发范围能得到有效控制，但是推选出一个公认的安全数据存储与分发机构的难度很大[3]，在没有这样的一个机构参与下的情况，如果只有各个独立个体参与，那么数据的传播和使用将会超出所应该得到限值的范围。

2.3 信息数据中央化管理风险大

目前对数据的管理方法大多采用传统落后的机制，即数据信息的集中化，大量的信息数据都集中在一个数据中心平台，对于提供数据中心平台的服务商在提供数据存储和分发业务的权利过大，极有可能出现擅自突破约束进行越权操作，比如非法滥用数据远程控制车辆[4]。同时数据都集中在一个数据中心平台上，容易遭受非法入侵，且受黑客袭击后恶意删除数据库造成的损失也非常大。

2.4 智能网联数据共享机制急需革新

利用网络运营商，通过4G、5G等移动通信技术来完成数据信息的共享是当下车联网的常规模式，但是对于智能网联时代的车辆数据信息共享模式，需要探索一条新的道路，以解决长期以来的信息滞后不对称、信息易篡改造假、信息封闭性高不透明等问题。

针对上述问题，本文从区块链技术优势着手，结合智能网联场景下车辆行驶信息共享化的特点，以创新思维模式将区块链技术与智能网联信息共享技术相融合，为解决智能网联场景下车辆行驶信息的共享的问题提供新思路。

3 区块链技术特征

通过利用区块链技术的特性，可以增强分布式多渠道的智能网联下驾驶员的体验，保证行驶数据共享的来源真实可靠和安全透明，实现智能网联时代的车辆自动化、网联化和对各种信息的监督和追溯的多元化目标。

3.1 去中心化

网联过程无需任何第三方的参与，只要节点满足触发条件，就能自由执行数据交互操作，因而保证了数据流转的过程不可逆，并且可溯源。由于不依赖中心数据平台协调运转，所有的数据交互均是点对点直接进行，提高了运行效率。

3.2 安全可靠性

安全可靠性。根据区块链的规则，在每条区块链节点处，如果数据的结果有超过51%的反馈是一致的，则判定数据未发生修改，这样就会避免在某些链条上恶意节点上传错误数据导致区块链系统中的数据流发生篡改。要想篡改数据，就必须要获得51%的节点认可，實现这一要求的造假可能性很低。哈希算法的运用更是加强了区块链技术的安全性。哈希算法具有唯一性、不可预测性和单向性，被广泛运用到非对称密码加密技术中，它对任意目标源数据通过哈希函数生成一组固定长度为256的哈希值，并且目标源数据的内容发生任何改变，生成的哈希值都是不同的，并且依据生成的哈希值是无法逆向还原目标源数据的。

同时利用非对称加密技术，对车辆收发双方的信息数据进行加密和解密，由于加密和解密采用不同的密钥，公钥可公开发布，用于发送时数据的加密，私钥是保密的，用于接收时相应数据的解密。这样就保证了数据在交互过程中的安全、可靠。

3.3 共识性

整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点能够在系统内自动安全地验证，区块链系统中各节点之间能够有效达成共识，共同确认数据的流转。这样就确保了数据流的真实性、公开透明性。

3.4 时间强关联性

在链式数据结构中，按照时间顺序每个区块之间都会有一个哈希值对接上一个哈希值，然后这个哈希值又会包括进后一个区块中。一旦哈希值发生改变，后面区块中的全部哈希值都会发生改变，这样一来，数据的修改就会被发现并且被追溯到修改源头，具有可追溯特性。

4 区块链技术与智能网联驾驶信息共享的结合

智能网联驾驶信息共享中将遇到诸多挑战，利用区块链技术的特点和优势，可有利于在信息数据的私密性、安全性和数据交互的效率等问题上得到大大改善[5]。

4.1 数据非中央化管理

车联网信息数据由中央化集中管理模式升级为非中央化的管理模式，使得各智能网联车辆在去中心化后不再受到任何机构控制，也大大降低了智能网联信息数据泄露的可能性。区块链技术可以对驾驶车辆的信息进行授权和加密。从授权方面来讲，驾驶车辆的信息分为公开访问和授权访问两种，因此可将车辆驾驶信息数据依据实际情况进行分类，比如包含每名的车主个人信息的需授权访问，而各车辆位置信息等行驶信息无需授权便可访问。从加密方面来讲，区块链技术采用非对称加密算法，意思是对原始信息加密使用的密钥和对加密信息解密使用的密钥是不一样的。非对称加密算法大大加大的处理的难度，同时也大大提高了数据的安全性。利用区块链技术，可以很好的降低车辆驾驶信息共享的风险，保障信息安全。

4.2 驾驶信息共享可靠性高

对于智能网联汽车行驶数据的共享有很强的安全性要求。每一个智能网联汽车对任何一个错误信息的接受，都有可能导致车辆误判接下来的行驶操作，极大增加安全事故风险。区块链技术的安全透明、不可篡改、可溯源等特性，可有效解决数据安全难题。

区块链在智能网联数据上的应用主要是对个人身份信息、各零部件状态信息的保存，各数据信息在遭受黑客袭击、恶意篡改等非法行为时，区块链中的各链条的节点处将触发共识机制，错误的信息并不会上传进区块链中，得以保证真实的数据依然在区块链中流转。比如汽车在开启自动驾驶模式时，区块链数据库的共享行驶信息数据被恶意篡改。对于区块链上的流转的行驶数据，需要监管部门建立相关法律法规，约束不法分子的访问控制权限，可确保受保护信息的真实性和完整性，有效防止数据被泄露或篡改。

未来，在城市建设高智能化下，交通市政平台、智能路测装置的数据可与车辆的信息相互连接[6]，在把交管局数据中心、智能交通灯，以及公安天眼等的数据引入区块链后，将大大提高了政府资源的利用率，对于利用数据共享平台的车辆驾驶技术的前景不可估量。

4.3 新模式下的智能网联

智能网联汽车是一个信息化技术集成度高的行业，在这个行业中需要解决很多问题，有智能网联系统运行成本的问题，也有智能网联平台数据共享的效率问题。

对于车辆行驶中所需的全部关键信息，有着分布式数据共享、数据共识模式的區块链技术将更加安全高效。

利用现有C-V2X（Cellular-Vehicle to Everything）技术，结合区块链技术在智能网联车辆的应用，在移动通信基站铺设面不足带来智能网联推行困难上，建立以每辆车为中心的数据分布的模拟基站，即每辆车就是一个移动式基站，这将不同于之前传统以移动通信基站为中心进行数据的上传和下发模式。在新技术新模式创新应用下，使得V2X更加合理，也使车辆驾驶的信息共享推行更容易。

5 汽车信息同步共享

区块链与智能网联技术的融合，让信息的共享可实现多途径的应用。车辆信息的互联互通，采用了区块链技术中的去中心化方式，可以较好解决实际道路中部分区块网络并无铺设的现状。利用共享数据可生成车辆检测数据报告，可作为车辆状态的分析依据，帮助发现车辆存在的风险，消除隐患。政府机构、各汽车制造商等也利用生成的车辆检测数据报告，为驾驶者提供各项服务。形成的车辆行驶实时数据，也有助于车辆在自动驾驶下执行策略上提供有利依据。

共识性。汽车信息的同步共享的共识，实现了在无第三方介入的情况下，各区块链条和各区块链节点可以建立识别验证的工作，共识机制的流程自动化、无人为干预，保障了信息的可信性和可靠性。

独立性。目前车辆网的技术运用，采用了不同的网络运营商提供同种类型的服务，但是不同的网络运营商之间采用数据库的内容并不一样，又由于企业竞争、公司机密等原因，这些数据库并不互通，因此造成了数据库的重复采集，也造成了通信基站的投入资源的浪费。区块链共享信息模式下，各区块主体都是独立的，皆可在保证安全的情况下获得信息的共享。

追溯性。区块链中采用的哈希加密技术，将每次共享信息生成一组唯一的代码，利用这串唯一代码可以掌握从车辆出厂销售的流转全流程。也可在车辆行驶过程出现问题的时候，利用追溯的信息，精准对问题原因排查诊断。

6 结语

在智能网联发展的过程中，信息数据的地位不可撼动，而其中区块链技术的作用更是不可忽视，具有重要支撑作用，未来区块链技术与AI智能、5G移动互联互通，大数据处理、云计算技术的深度融合，对于保障智能网联汽车数据共享安全性，为智能网联汽车领域的发展都十分有利。本文提出的基于区块链的汽车行驶共享数据应用研究将为智能网联场景下的数据安全提供有利参考。

参考文献：

[1]马青.区块链技术在物联网安全相关领域的应用思考[J].科技风，2020（4）：109

[2]戴婕.基于密钥管理和无中心化加密的网联汽车信息安全的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2018

[3]李馥娟，王群，钱焕延.车联网安全威胁综述[J].电子技术应用，2017，43（05）：29-33

[4]梅颖.车联网隐私保护研究[D].武汉：华中科技大学，2014：56-62

[5]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（04）：481-494

[6]史慧洋，刘玲，张玉清.物链网综述：区块链在物联网中的应用[J].信息安全学报，2019（5）：76-914

作者简介：程泉（1989— ），男，湖北黄石人，硕士，工程师，主要研究方向为智能网联汽车电磁兼容研究。