車両は、モノのインターネット(IoT)を介してますます接続されるように、それら間の安全な通信が重要な課題として出現することを保証しています。車両対車(V2V)通信により、車は速度、場所、道路状況、および重要な危険性に関するリアルタイムデータを共有し、それによって安全とトラフィックの効率性を向上させることができます。しかし、この接続は、データ改ざん、スプーフィング、および不正なアクセスを含む、深刻なサイバーセキュリティ脆弱性も導入しています。ブロックチェーン技術は、分散型セキュリティとセキュリティのギャップを保護し、V2VV2V2Vを効果的に維持することができます。

車両対車両通信の基礎

V2V 通信は、専用の短距離通信(DSRC)またはセルラー車両対重通信(C-V2X)プロトコルに依存し、最大 10 Hz の周波数で、基本安全メッセージ(BSM)などの標準化されたメッセージを放送します。 これらのメッセージには、位置、速度、見出し、ブレーキの状態などの重要なデータが含まれています。 これらの放送を処理することによって、車両は、潜在的な衝突、ブラインドスポットの危険、および緊急事態をリアルタイムに検知することができます。 これにより、YVNV は、トラフィックがより高速に影響する危険性を低減します。

V2Vネットワークにおけるサイバーセキュリティ脅威

V2Vネットワークは、安全と信頼の両方を損なうサイバー脅威のスペクトルに直面しています。攻撃者は、偽のメッセージ(スパム)を注入したり、トランジット(改ざん)で正当なメッセージを交換したり、ネットワークをゴミデータ(サービス拒否)で洪水したりすることができます。また、再プレイ攻撃を実行したり、車両を混乱させるような正当なメッセージを変更したりすることができます。最悪の場合、侵害された車両は、ノードが悪意のある場所を突き止めたり、攻撃をしたり、攻撃をしたり、攻撃したり、攻撃をしたり、攻撃したり、車両を混乱したりする可能性があります。

ブロックチェーンがこれらの脅威を緩和する方法

ブロックチェーンは、すべての参加ノード間での信頼を分散させることで、これらの脆弱性を解決します。トランザクションを検証する権限を1つに頼る代わりに、各メッセージ(またはメッセージのバッチ)は、コンセンサス機構によって承認されるべきブロックとして記録されます。この構造は、ネットワークのコンピューティングパワー(作業の証明)やステーク(校正)をコントロールすることなく、過去の記録を変換するための攻撃者に対して、計算されたデータを完全に無効にすることができます。また、攻撃されたデータを、他のすべてのトランザクションに渡された場合には、攻撃者のデータを完全に識別することができます。

V2V のためのブロックチェーンの重要な技術コンポーネント

分散化とコンセンサス

分散化は、障害の単一のポイントを排除します。 V2V ブロックチェーンでは、各車両は、レジャーのコピーを維持し、ノードとして機能することができます。 合意アルゴリズムは、vehicular ネットワークの高スループット、低レイテンシ環境のために最適化されなければなりません。 実用的なビザンチンフォールト許容(PBFT)と委任されたプルーフオブスク(DPoS)は、一般的に、エネルギー集中的なプルーフオブワークの代替手段を研究しています。 これらのアルゴリズムは、V2Vicritics を使用するのブロックを可能にし、V2Vicritics 安全を確保するために検証します。

浸透性 Ledger

メッセージブロックがチェーンに追加されると、それ以降のブロックを目に見えるリマインダーなしで変更または削除することはできません。 この不当性は、車両の報告された位置などのイベント履歴が、与えられた時点での報告された位置など、永続的に記録され、検証されることを保証します。 訴訟または事故再構築では、ブロックチェーンレコードは、承認証拠として機能することができます。 レジャーの完全性は、攻撃者が偽りの動作を防止するのを防ぎます。

スマートコントラクト

スマートコントラクトは、人間の介入なしにセキュリティプロトコルとデータ検証を自動化します。例えば、スマートコントラクトは許容速度や位置変化の閾値を定義することができます。受け取ったメッセージがそれらのしきい値を超えた場合(例えば、突然の100キロ/ hが速度でジャンプ)、契約は疑わしいと検証や拒絶をトリガーする。スマートコントラクトは、一貫してデータを放送する車両の自動ペナルティや評判のスコアを容易にし、正直な行動を集中的に行う。

導入課題と新興ソリューション

レイテンシとスケーラビリティ

車両は高速で旅行し、多くの安全アプリケーションは、サブ-100ミリ秒メッセージレイテンシを必要とします。 従来のブロックチェーンネットワーク(Bitcoinなど)は、V2Vに不適切でない10分ごとにブロックを確認します。 しかし、IOTA Tangleや指向の非環性グラフ(DAG)構造などの軽量なブロックチェーンプロトコルは、ゼロフィー、垂直使用に十分なレイテンシの低い確認を提供します。 サイドチェーンとオフチェーンは、一般的なデータのみを集計できるため、一般的なデータのみが調整可能です。

エネルギー効率

実証済みのブロックチェーンは、バッテリーの制約のある電気自動車に実用的である膨大な量のエネルギーを消費します。 幸いにも、V2V の校正、校正、または評判ベースのプロトコルなどのエネルギー効率の高いコンセンサス機構が組み込まれています。 さらに、エッジコンピューティングノード(ロードサイドユニット)は、車両の代わりに検証を行い、個々の車にエネルギーと処理負荷を削減することができます。

ハイブリッドアプローチ

多くの研究者は、従来の暗号法とブロックチェーンを組み合わせたハイブリッドモデルを提唱しています。例えば、車両は、PKIを使用して、即時認証のためにデジタル署名することができます。また、定期的に署名されたメッセージを監査性および改ざん証拠のためのブロックチェーンブロックに束ねる一方で、そのメッセージは、そのメッセージに署名することができます。このアプローチは、長期間のセキュリティ保証による低レイテンシ認証と、不変性の保証のバランスをバランスよくします。欧州通信規格研究所(ETSI)は、ブロックチェーンレイヤーと統合できる基準を公表しています。

5Gとエッジコンピューティングによる将来のOutlookと統合

ブロックチェーン技術が成熟するにつれて、V2Vシステムにおけるアプリケーションはより広範化されることが期待されます。 5Gの超信頼性の低レイテンシ通信(URLLC)とエッジコンピューティングの組み合わせは、ロードサイドでリアルタイムのブロックチェーンコンセンサスに必要なインフラを提供します。 モバイルエッジノードは、ブロックを即座に処理し、検証することができます。 検証結果は、そのカバレッジゾーン内の車両に。 NIST Researchは、VETLのセキュリティをゼロから保護するために、VETL(EC)認証を有効化できることを示します。 [FLT:]

自動運転とフリート管理は、特にブロックチェーンベースのV2Vセキュリティに利益をもたらします。 センサーとピアデータだけに依存する自動運転車は、すべてのデータポイントが不変なチェーンにハッシュされたときに、より高い信頼基準に保持することができます。 一方、フリートオペレータは、分散型の方法で、ドライバーの行動、車両の健康、および安全規則を監査するためにブロックチェーンを使用することができます。

コンテンツ

V2V通信のセキュリティ要件はオプションではありません。これは、接続された自動運転車両の安全な展開のための前提条件です。ブロックチェーンは、改ざん抵抗、透明性、分散化のセキュリティ要件を満たすための説得力のあるアーキテクチャを提供しています。レイテンシーやエネルギー消費などの課題は残っていますが、軽量コンセンサス、ハイブリッドスキーム、および5G /エッジコンピューティングとの統合は急速にギャップを閉じています。自動車業界は、さらなるレベル4および5レベルオートモーンティに向けて動きます。VAT1:VETFは、最終利益を削減する車両と、VETFは、VETF(V)を最適化する機能します。