車聯(lián)網(wǎng)虛假信息過濾及相關(guān)安全問題研究.pdf

1、車聯(lián)網(wǎng)是使用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由配備有無線通信裝置的車輛節(jié)點(diǎn)以及路邊基礎(chǔ)設(shè)施RSU組成的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，它是車輛間信息交互的平臺(tái)，擔(dān)負(fù)著保障行車安全、協(xié)助駕駛以及提供車載遠(yuǎn)程服務(wù)的任務(wù)。由于車聯(lián)網(wǎng)與人們的日常生活以及生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，近年來，受到越來越多的關(guān)注，與此同時(shí)，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全問題也成為研究的熱點(diǎn)。在車聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)管理控制中，事故發(fā)生時(shí)車節(jié)點(diǎn)會(huì)廣播事件信息給鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)警，而惡意節(jié)點(diǎn)會(huì)出于獨(dú)占交通資源、破壞網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的目的廣播虛

2、假警告信息，從而影響其他節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)模式。虛假信息不能被有效過濾將會(huì)導(dǎo)致交通資源得不到合理利用以及用戶生命財(cái)產(chǎn)安全得不到保障。節(jié)點(diǎn)身份的唯一性是車聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)資源合理分配、路由、信息過濾的基礎(chǔ)，然而由于隱私保護(hù)的需求，車節(jié)點(diǎn)往往以別名參與網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，這為惡意節(jié)點(diǎn)發(fā)動(dòng)Sybil攻擊提供了可乘之機(jī)。惡意節(jié)點(diǎn)傳播虛假消息和發(fā)動(dòng)Sybil攻擊都是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全的重大威脅。
　　 對于虛假信息過濾問題和Sybil攻擊檢測問題，國內(nèi)外的學(xué)者針對不

3、同應(yīng)用場景提出了一系列算法機(jī)制。但是，他們中的大部分在實(shí)際應(yīng)用中還存在大量的問題。對于虛假信息過濾，存在過分依賴RSU(Road-side Unit)，不能用于RSU分布稀疏的郊區(qū)或高速路場景;過分依賴信譽(yù)體系，對節(jié)點(diǎn)信譽(yù)變化適應(yīng)慢;對消息內(nèi)容本身缺少分析的缺點(diǎn)。而對于Sybil攻擊檢測，存在穩(wěn)定性較差，易受外界環(huán)境因素的影響如大型障礙物;易受無線信號穩(wěn)定性影響以及對路邊單元RSU依賴性過大的問題。
　　 本文對車聯(lián)網(wǎng)中系統(tǒng)安全

4、問題進(jìn)行了深入的研究與分析，對于虛假信息過濾和Sybil攻擊檢測問題提出了一些解決方案:
　　 1)針對虛假信息過濾中基于信譽(yù)體系的過濾方法過濾依據(jù)單一而且不夠可靠靈活的問題提出了一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的完整的虛假信息過濾機(jī)制。該機(jī)制包含從消息的接收到驗(yàn)證、過濾再到警告觸發(fā)的過程，以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心，通過對信息內(nèi)容進(jìn)行分析，與發(fā)送者行為狀態(tài)進(jìn)行比較，并參考鄰居節(jié)點(diǎn)信息來對接收到的警告消息進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。由于BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練是預(yù)先完成的

5、，為了使網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性得到提高，本文提出在車輛行駛過程中收集消息樣本并對BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行增量學(xué)習(xí)的方法。通過仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得知，本文中的過濾機(jī)制不易受攻擊者所占比例、信譽(yù)值以及車節(jié)點(diǎn)密度的影響，具有更好的穩(wěn)定性而且過濾準(zhǔn)確性達(dá)到94％。
　　 2)針對現(xiàn)有Sybil攻擊檢測易受無線通信穩(wěn)定性影響以及過于依賴RSU，不能適應(yīng)各類場景的問題提出了一種簡單易行的，穩(wěn)定性強(qiáng)不易受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響并且能夠適應(yīng)城市或郊區(qū)各類場景的Sybil攻擊檢測