Bài tập lớn mạng máy tính Trao đổi tin nhắn an toàn trong VANET bằng một loại Blockchain mới mạng máy tính đại học bách khoa hà nội

Microsoft Word Report Computer Network Group2 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO MÔN HỌC MẠNG MÁY TÍNH Đề tài Trao đổi tin nhắn an toàn trong VANET bằng một loại Blockch.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO MÔN HỌC : MẠNG MÁY TÍNH Đề tài : Trao đổi tin nhắn an tồn VANET loại Blockchain Giảng viên hướng dẫn : TS Trần Quang Vinh Nhóm sinh viên thực : STT Họ tên MSSV Dương Khắc Sơn 20172795 Nguyễn Đức Thanh 20172816 Nguyễn Văn Huy 20151697 Hà Nội, 5-2021 MỤC LỤC Giới thiệu Cơng trình liên quan Tổng quan kỹ thuật 3.1 Các nguyên tắc VANET 3.2 Tổng quan blockchain 11 Lược đồ chuỗi khối VANET 19 4.1 Giả định 19 4.2 Các thành phần chương trình blockchain đề xuất 20 4.3 Blockchain đề xuất VANET 22 Triển khai chuỗi khối để phổ biến thơng điệp an tồn VANET 25 Đánh giá 31 Viễn cảnh tương lai: tính toán biên cho chuỗi khối VANET 33 Phần kết luận 35 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1:Mơ hình tin cậy VANET 11 Hình Cấu trúc khối blockchain 12 Hình 3: Định dạng tiêu đề khối 13 Hình 4: Các chế đồng thuận chuỗi khối 15 Hình 5: Sơ đồ chuỗi khối để phổ biến thơng điệp an toàn 21 Hình 6: Việc tạo chuỗi khối từ thông báo kiện chưa xác nhận 24 Hình Đề án blockchain đề xuất VANET 26 Hình 8: MEC cho blockchain VANET 34 DANH MỤC BẢNG Bảng Định dạng thông báo kiện 27 Bảng Đánh giá phát triển mạng blockchain VANET 32 Chương : Giới thiệu Trong thập kỷ gần đây, số lượng phương tiện thông minh tự hành khơng ngừng gia tăng Trong Vehicular Ad-hoc NETworks (VANET), tính mạng tài sản người lái xe phụ thuộc vào hiệu giao tiếp phương tiện Mục tiêu mạng lưới xe cộ phổ biến xác thơng tin kiện đe dọa tính mạng, chẳng hạn báo cáo tắc đường tai nạn, thời gian ngắn Tuy nhiên, cịn thách thức để phổ biến thơng tin kiện quan trọng khu vực nhắm mục tiêu môi trường VANET động diện phương tiện độc hại Các VANET có có nhiều vấn đề bảo mật Do thông tin sai lệch không đáng tin cậy gửi phương tiện độc hại, số thông điệp quan trọng phổ biến cách xác thời gian thực Và điều dẫn đến thiệt hại tài sản chấp cho phương tiện lân cận tài xế Một thách thức mà VANET phải đối mặt đặc tính phù du Trong VANET phân tán, nút xe cộ tham gia rời khỏi mạng động Mạng quảng cáo di động (MANET) Các blockchain thời gian gần đạt ý nhà nghiên cứu có tiềm to lớn lĩnh vực đa dạng sử dụng blockchain để giải vấn đề quan trọng phổ biến thông tin VANETs Blockchain mô hình điện tốn phân tán phi tập trung làm tảng cho tiền điện tử Bitcoin , cung cấp quyền riêng tư bảo mật mạng ngang hàng (P2P) Trong trường hợp VANET, blockchain sử dụng để quản lý thật thơng tin cho phương tiện phương tiện truy cập lịch sử thông tin kiện blockchain công khai Đề xuất kế hoạch để xác định độ tin cậy nút độ tin cậy thông điệp VANET sau lưu trữ chúng blockchain công khai hoạt động thật tảng cho phương tiện khác Việc áp dụng đơn giản blockchain áp dụng trực tiếp cho tình VANET Do đó, giới thiệu loại blockchain phù hợp với VANET sử dụng thông báo kiện làm giao dịch VANET, không giống sử dụng tiền điện tử làm giao dịch Bitcoin Blockchain giải vấn đề lớn mà VANET phải đối mặt cung cấp bảo mật cho việc phổ biến thông tin quan trọng Trong sơ đồ, khối xây dựng dựa thông điệp kiện tương tự giao dịch Bitcoin hàm băm khối liên tiếp liên kết với theo cách để tạo thành chuỗi khối Gần đây, có nhiều quan tâm đến cơng nghệ blockchain nhiều nhà nghiên cứu tìm hiểu cách mà blockchain sử dụng hệ thống không gian địa lý Trong trường hợp Bitcoin, khối đúc chia sẻ tất nút toàn cầu Tuy nhiên, trường hợp VANET, không cần chia sẻ khối vượt phạm vi quốc gia Ví dụ, Nhật Bản Hàn Quốc cách xa mặt địa lý chúng không kết nối đường Vì vậy, thơng tin giao thơng tai nạn Nhật Bản khơng hữu ích cho phương tiện giao thơng Hàn Quốc Do đó, phù hợp trì blockchain riêng biệt xem xét mức độ tin cậy nút xe độ tin cậy tin nhắn quốc gia dựa vị trí địa lý Mục tiêu báo nghiên cứu cách gửi thông điệp kiện đáng tin cậy cách an tồn cách áp dụng cơng nghệ blockchain VANETs Sẽ xử lý blockchain địa phương độc lập với chuỗi từ quốc gia khác để cải thiện khả mở rộng tính kịp thời việc phổ biến thông điệp VANET Coi chuỗi khối công cộng quản lý lưu trữ độc lập tất độ tin cậy nút độ tin cậy thông điệp quốc gia định Trình bày loại chế đồng thuận blockchain khác dựa blockchain riêng tư công khai Cơ chế đồng thuận đóng vai trị quan trọng việc xác định tính bảo mật khả mở rộng blockchain Sẽ tập trung vào chế đồng thuận Proof of Work (PoW) có khả bảo mật mạnh mẽ chứng minh phù hợp với blockchain công khai Giới thiệu tính tốn biên cho blockchain, giảm độ trễ cho việc tạo khối cách giảm tải PoW tính tốn cao cho máy chủ biên để phương tiện khai thác khai thác khối Hơn nữa, khốicó thể giảm độ trễ lan truyền cách sử dụng điện toán đám mây biên Trong báo này, giới thiệu blockchain sử dụng để xử lý hiệu mức độ tin cậy nút thông điệp kiện VANET Những đóng góp báo tóm tắt đây: a Đề xuất sơ đồ blockchain để lưu trữ độ tin cậy nút tin nhắn VANET Trong sơ đồ này, độ tin cậy nút tin nhắn hoạt động giao dịch tương tự chuỗi khối Bitcoin cung cấp thật cho phương tiện khác b Cố gắng cải thiện khả mở rộng blockchain cách sử dụng blockchain cục bộ, khái niệm dựa vị trí địa lý độc lập với chuỗi từ quốc gia khác c Mong muốn giảm độ trễ cho việc tạo khối cách giới thiệu tính tốn biên chuỗi khối VANET viễn cảnh tương lai Tính toán biên giảm độ trễ cách giảm tải tính tốn phức tạp cho thiết bị biên, cung cấp ứng dụng thời gian thực VANET Chương : Tổng quan Blockchain Một blockchain định nghĩa sở liệu công cộng phân tán phi tập trung tất giao dịch kiện kỹ thuật số thực chia sẻ nút tham gia Mỗi kiện sở liệu công khai xác thực dựa đồng ý số lượng lớn nút mạng blockchain Sự phổ biến blockchain ưu điểm nó, bao gồm phân quyền, ẩn danh, thứ tự thời gian liệu, bảo mật phân tán, tính minh bạch, tính bất biến tính phù hợp với môi trường không đáng tin cậy Blockchain bao gồm hai loại nút Một nút đầy đủ nút lưu trữ trì lịch sử hồn chỉnh giao dịch blockchain Nó bắt đầu giao dịch trực tiếp độc lập, xác minh cách có thẩm quyền tất giao dịch mạng Mọi nút mạng blockchain biết hàm băm khối genesis Mỗi nút mạng xây dựng blockchain đáng tin cậy dựa khối genesis hoạt động gốc an toàn Khối genesis khơng có hàm băm khối trước Nếu nút mới, biết khối genesis phải tải xuống tất khối khối genesis để đồng hóa với mạng blockchain cập nhật liên tục tìm thấy khối Việc xâu chuỗi khối thực cách thêm hàm băm khối trước vào khối để hàm băm khối theo cách với khối sau Sau đó, chia sẻ với nút khác mạng P2P phân tán theo cách an tồn mà khơng cần quan trung ương Các hàm băm khối đảm bảo thứ tự giao dịch Sau đó, giao dịch trước khơng thể sửa đổi không sửa đổi khối chúng tất khối Blockchain xác minh đồng thuận nút ẩn danh việc tạo khối Nó coi an tồn sức mạnh tính tốn tổng hợp nút độc hại khơng lớn sức mạnh tính toán nút trung thực Trong trường hợp Bitcoin, khái niệm PoW đảm bảo người khai thác không thao túng mạng để tạo khối giả mạo PoW câu đố tốn học khó giải dễ xác minh để bảo vệ chuỗi khối khỏi công chi tiêu gấp đôi Trong nghiên cứu VANET, số cơng trình trước liên quan đến phổ biến thông điệp kiện an toàn dựa việc bỏ phiếu Hầu hết phương pháp biểu cố gắng giải vấn đề bảo mật nút cách hỏi ý kiến nút khác để xác định độ tin cậy nút Tuy nhiên, kiểu tiếp cận có vấn đề liệu nút cung cấp phản hồi tin cậy hay khơng Giả định tất thông tin lưu giữ sở liệu phân tán dựa công nghệ blockchain Nói chung, cơng việc hạn chế thực để nghiên cứu mạng xe cộ sử dụng blockchain Các tác giả Ref sử dụng khái niệm blockchain để đơn giản hóa việc quản lý khóa phân tán mạng xe cộ không đồng Các tác giả Ref kết hợp khái niệm ứng dụng dựa blockchain VANET Ethereum tạo hệ thống minh bạch, tự quản lý phi tập trung Họ sử dụng hệ thống hợp đồng thông minh Ethereum để chạy tất loại ứng dụng chuỗi khối Ethereum Ngược lại, công việc đề xuất áp dụng loại blockchain khác để phổ biến thông điệp an toàn mạng xe cộ Trong Ref , tác giả đề xuất công nghệ blockchain để bảo mật ô tô cách sử dụng mạng lớp phủtrong chuỗi khối nút bổ sung gọi trình quản lý khối lớp phủ Các nút mạng lớp phủ nhóm lại đầu cụm đầu cụm chịu trách nhiệm xử lý blockchain vận hành chức Tuy nhiên, việc giới thiệu nút lớp phủ bổ sung gây độ trễ cao trung tâm cố đầu cụm bị xâm phạm Trong tham Ref , tác giả đề xuất blockchain để đảm bảo giao tiếp phương tiện thông minhbằng cách sử dụng giao tiếp ánh sáng nhìn thấy kênh bên âm Họ sử dụng khóa cơng khai blockchain để xác minh chế đề xuất họ thơng qua khóa phiên mật mã, sử dụng kênh bên sở hạ tầng khóa cơng khai blockchain Và họ sử dụng loại giao tiếp khác để bảo vệ mạng lưới xe cộ Chương : VANET Chương cung cấp tổng quan kỹ thuật khái niệm thông tin liên quan đến VANET blockchain Đầu tiên, trình bày số nguyên tắc mơ hình ủy thác VANET Sau đó, tập trung vào khái niệm blockchain, liệt kê tính sau phân loại loại chế đồng thuận khác sử dụng công nghệ blockchain 3.1 Các nguyên tắc VANET Gần đây, với tiến cơng nghệ xe cộ, VANET đóng vai trị quan trọng việc cứu tính mạng tài sản người lái xe cách phổ biến thông tin kiện quan trọng Trong VANET, có hai kiểu giao tiếp: Giao tiếp từ phương tiện đến phương tiện (V2V) phương tiện giao thông với sở hạ tầng (V2I) Trong ngày này, Phương tiện cho thứ (V2X) phổ biến hơn, nơi thứ đại diện cho người bộ, người xe đạp thứ giao tiếp với phương tiện Trong trường hợp giao tiếp V2I, phương tiện giao tiếp với Bộ phận bên đường (RSU) lắp đặt dọc theo hai bên đường Giao thức truy cập không dây môi trường Xe cộ (WAVE) cung cấp tiêu chuẩn vô tuyến cho giao tiếp dải ngắn chuyên dụng (DSRC) hoạt động dải tần 5,9 GHz WAVE dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11p Các phương tiện giao tiếp với phương tiện lân cận Đơn vị xe (OBU) tạo thành mạng đặc biệt cho phép liên lạc theo cách phân tán Có số nghiên cứu Cellular V2X (CV2X), tại, mạng khơng hồn tồn tương thích với 5G khơng cung cấp phạm vi phủ sóng đầy đủ cho mạng xe cộ Một mục tiêu VANET giao tiếp với phương tiện khác cách sử dụng thơng điệp an tồn để báo cáo kiện, chẳng hạn thông tin tai nạn, cảnh báo an tồn, thơng tin tắc đường, báo cáo thời tiết, báo cáo băng đường, v.v Một số thông tin kiện định yêu cầu phải phổ biến nhanh chóng xác, với độ trễ tối thiểu Việc khơng phổ biến kịp thời xác thơng tin quan trọng thời gian dẫn đến thiệt hại tài sản chấp cho người lái xe phương tiện lân cận Tin cậy nút tin cậy thông báo kiện vấn đề sử dụng để bảo mật thơng tin liên lạc VANET 3.1.1 Mơ hình tin cậy Các mơ hình ủy thác phân loại thành ba loại chính, thể hình Chúng bao gồm: mơ hình tin cậy dựa thực thể, mơ hình tin cậy dựa liệu làm trung tâm mơ hình tin cậy kết hợp Mơ hình tín nhiệm dựa thực thể tập trung vào việc đánh giá mức độ đáng tin cậy phương tiện cách xem xét ý kiến phương tiện ngang hàng Trong Ref, tác giả trình bày cách tiếp cận mờ để xác minh độ tin cậy nút cách sử dụng phản hồi từ nút xe cộ liền kề Tuy nhiên, độ tin cậy thơng báo khơng đồng ý với độ tin cậy nút lúc Thơng thường, khó thu thập tất thơng tin để ước tính độ tin cậy nút theo thời gian thực nút xe tính di động cao chúng Tương tự, mơ hình tin cậy tập trung vào liệu tập trung vào việc đánh giá độ tin cậy kiện nhận từ phương tiện lân cận thay độ tin cậy nút phương tiện Các tác giả Refs sử dụng mô-đun định suy luận Bayes để đánh giá kiện báo cáo Mô-đun suy luận dựa xác suất trước, khó lấy cấu trúc liên kết động VANET Ngoài ra, mức độ đáng tin cậy nút xe cộ không đảm bảo độ tin cậy thơng điệp, phương tiện đáng tin cậy truyền thơng điệp sai chúng bị phương tiện độc hại xâm nhập Do đó, mơ hình tin cậy kết hợp giới thiệu kết hợp mơ hình tin cậy dựa thực thể dựa liệu làm trung tâm để đánh giá mức độ tin cậy thông điệp Các tác giả Ref đề xuất quản lý tin cậy kết hợp độ tin cậy liệu đánh giá cách sử dụng thông báo nhận từ số nút xe cộ Và độ tin cậy nút đánh giá cách sử dụng khuyến nghị tin cậy chức Tuy nhiên, chế chúng không xem xét thưa thớt liệu VANET 10 4.3 Blockchain đề xuất VANET Đề xuất loại blockchain việc áp dụng blockchain đơn giản không phù hợp Các blockchain thông thường xử lý tiền điện tử, blockchain xử lý thông báo kiện an tồn mà khơng sử dụng đồng tiền điện tử Từ trở sử dụng thông báo kiện an tồn làm thơng báo kiện Blockchain phù hợp với mức độ tin cậy thơng điệp an tồn VANET liên quan đến giới thực Blockchain lưu trữ quản lý lịch sử thông báo kiện với mức độ tin cậy phương tiện theo cách phân tán, bất biến đáng tin cậy Ở quốc gia, có blockchain quản lý trì độc lập để ghi lại thơng tin phương tiện Trong VANET, tất phương tiện phát vị trí chúng thơng qua tin nhắn báo hiệu Sử dụng LC chứng kỹ thuật số để xe đặt địa điểm cụ thể vào thời điểm cụ thể Mọi phương tiện cần LC để chứng minh vị trí thời điểm định LC cung cấp RSU hợp pháp RSU cấp LC cho phương tiện yêu cầu sử dụng cặp chìa khóa cơng khai riêng tư Chứng vị trí hoạt động Bằng chứng Vị trí (PoL) cho phương tiện giúp xác định thông báo kiện khu vực địa lý định Có vấn đề khả mở rộng tính kịp thời blockchain tại, khơng phù hợp với ứng dụng VANET thời gian thực Trong chương trình, tất kiện mang tính địa phương, tức thơng điệp kiện giới hạn cho phương tiện khu vực địa lý cụ thể Trong blockchain thông thường, khối đúc phát toàn cầu Tuy nhiên, chương trình, thơng điệp VANET khơng cần vượt ngồi biên giới quốc gia, thơng tin giao thông tai nạn quốc gia không liên quan đến phương tiện đặt quốc gia khác Do đó, cần có khái niệm blockchain khác với blockchain thông thường Trong blockchain độc lập, tất thợ đào khai thác khối dựa thông điệp kiện gửi khối đúc tới mạng blockchain cục Blockchain hoạt động thật toàn cầu độ tin cậy nút quốc gia Nói cách khác, phương tiện 22 truy vấn mức độ tin cậy phương tiện lúc blockchain Các khối tạo cách tổng hợp danh sách thông báo kiện chưa xác nhận từ nhóm thơng báo Các băm tất khối liên kết với theo thứ tự để xây dựng chuỗi khối, hiển thị cần có khái niệm blockchain khác với blockchain thông thường Trong blockchain độc lập, tất thợ đào khai thác khối dựa thông điệp kiện gửi khối đúc tới mạng blockchain cục Blockchain hoạt động thật toàn cầu độ tin cậy nút quốc gia Nói cách khác, phương tiện truy vấn mức độ tin cậy phương tiện lúc blockchain Các khối tạo cách tổng hợp danh sách thông báo kiện chưa xác nhận từ nhóm thơng báo Các băm tất khối liên kết với theo thứ tự để xây dựng chuỗi khối, hiển thị cần có khái niệm blockchain khác với blockchain thông thường Trong blockchain độc lập, tất thợ đào khai thác khối dựa thông điệp kiện gửi khối đúc tới mạng blockchain cục Blockchain hoạt động thật toàn cầu độ tin cậy nút quốc gia Nói cách khác, phương tiện truy vấn mức độ tin cậy phương tiện lúc blockchain Các khối tạo cách tổng hợp danh sách thông báo kiện chưa xác nhận từ nhóm thơng báo Các băm tất khối liên kết với theo thứ tự để xây dựng chuỗi khối, hiển thị Blockchain hoạt động thật toàn cầu độ tin cậy nút quốc gia Nói cách khác, phương tiện truy vấn mức độ tin cậy phương tiện lúc blockchain Các khối tạo cách tổng hợp danh sách thông báo kiện chưa xác nhận từ nhóm thơng báo Các băm tất khối liên kết với theo thứ tự để xây dựng chuỗi khối, hiển thị Blockchain hoạt động thật toàn cầu độ tin cậy nút quốc gia Nói cách khác, phương tiện truy vấn mức độ tin cậy phương tiện lúc blockchain Các khối tạo cách tổng hợp danh sách thông báo kiện chưa xác nhận từ nhóm thơng báo Các băm tất khối liên kết với theo thứ tự để xây dựng chuỗi khối, hiển thị 23 hình Sau tạo, khối phát sóng tất phương tiện mạng xác minh cập nhật blockchain chúng Hình 6: Việc tạo chuỗi khối từ thông báo kiện chưa xác nhận 24 Chương : Triển khai chuỗi khối để phổ biến thơng điệp an tồn VANET Đề án blockchain đề xuất để phổ biến thông điệp an tồn hiển thị hình Tất phương tiện mạng tải xuống cập nhật blockchain Trong kế hoạch, blockchain hoạt động sổ công khai phân tán, lưu trữ lịch sử đầy đủ mức độ tin cậy phương tiện blockchain với thông điệp kiện Phương tiện gặp phải kiện, chẳng hạn vụ tai nạn, phát thông báo kiện với số tham số cho phương tiện lân cận mạng blockchain Khi phương tiện khác nhận thông báo kiện mới, trước tiên họ xác minh xem có khu vực hay khơng dựa LC nhúng thông báo kiện Các phương tiện xem xét thông báo kiện kiểm tra xem có thuộc khu vực hay khơng Sau đó, phương tiện lân cận kiểm tra thông số khác thông báo kiện Mỗi phương tiện kiểm tra độc lập thông điệp kiện trước tuyên truyền thêm để ngăn chặn việc gửi thư rác, từ chối dịch vụ cơng phiền tối khác nhằm vào hệ thống 25 Hình Đề án blockchain đề xuất VANET Bất có kiện, nút xe cộ gần phát thơng báo kiện M i Các phương tiện lân cận thu thập thơng tin từ phương tiện phát sóng Thơng báo kiện 26 chứa tất thông tin liên quan, chẳng hạn loại kiện, ID giả, ID kiện, mức độ tin cậy, dấu thời gian, PoL, v.v., đưa Bảng Các phương tiện nhận thông báo kiện trước tiên kiểm tra mức độ tin cậy phương tiện người gửi từ blockchain sau xác minh thơng báo kiện Họ kiểm tra thông báo kiện dựa mảnh chứng mức độ tin cậy phương tiện người gửi, vị trí kiện, ID kiện, hướng lái xe, PoL, tốc độ, dấu thời gian, v.v lưu trữ thơng báo nhóm nhớ cục thông báo coi đáng tin cậy Nếu không, tin nhắn bị hủy Thông báo kiện phát mạng blockchain cục phương tiện mạng xác nhận thông báo kiện Các phương tiện khai thác thu thập thơng báo kiện khác từ nhóm thông báo kiện chưa xác nhận xác minh xem thông số thông báo chấp nhận có hợp lệ hay khơng Bảng Định dạng thông báo kiện Nội dung thư PID ID giả Địa quán rượu Địa công cộng ID kiện Loại kiện cụ thể Loại kiện Các loại kiện TimeStamp Dấu thời gian kiện Vị trí Vị trí kiện Mức độ tin cậy (TL) m/(m+n) Phương hướng Hướng lái xe PoL Chứng Vị trí (LC) Phương tiện khai thác sử dụng sách xác minh tin nhắn để biết độ tin cậy tin nhắn sau:  Kiểm tra mức độ tin cậy trước phương tiện người gửi từ blockchain  Kiểm tra PoL dựa chứng vị trí  Kiểm tra xem có phải thông tin đầu tay không  Kiểm tra dấu thời gian 27 Nếu thông báo kiện nhận hợp lệ đáng tin cậy dựa sách xác minh, mức độ tin cậy cập nhật Mức độ tin cậy định nghĩa phần nhỏ thông điệp kiện thực mà m gửi xe Vi đến tổng số thơng báo kiện m+n, i.e., TL=m/(m+n), n số thông báo kiện sai Mức độ tin cậy thay đổi theo thời gian, tùy thuộc vào thông điệp hay sai Mức độ tin cậy phương tiện tăng lên số lượng thông điệp thực tăng lên Các phương tiện khai thác tính tốn mức độ tin cậy cập nhật phương tiện người gửi gửi mức độ tin cậy tới blockchain sau khối thêm vào chuỗi cục sau: m n đếm thông báo sai Mỗi phương tiện khai thác tạo khối B i Hình Tiêu đề khối bao gồm băm khối trước (Bi-1), giá trị nonce N hàm băm tất thơng báo kiện khơng có thứ tự Mi Các phương tiện khai thác cố gắng tìm nguyên tố cho hàm băm (H(Mi)||H( Bi-1 )|| N) nhỏ mục tiêu khó khăn ( D ) H( H( Mi )) || H( Bi-1 ) || N ) ≤ D Mục tiêu độ khó điều chỉnh định kỳ theo khả tính tốn nút xe cho khối tạo liên tục khoảng thời gian đặn Khó khăn xác định theo hai cách khác Cách để biết độ khó kiểm tra số lượng số đứng trước đầu kết băm, cách thứ hai ước tính mục tiêu độ khó Giá trị mục tiêu yêu cầu biểu thị số băm tính tốn để khai thác khối Mục tiêu khó khăn tính : target=coefficient*2^( 8*(exp-3)) 28 Tương tự định dạng độ khó Bitcoin, số mũ hai bit thập lục phân hệ số phần cịn lại giá trị bit độ khó hệ thập lục phân Chỉ tiêu thấp độ khó lớn ngược lại Nếu mạng tìm thấy khối nhanh thời gian tạo khối, mục tiêu độ khó mạng tăng lên, ngược lại mạng tìm thấy khối chậm mong đợi, mục tiêu độ khó giảm Mạng phải tính tốn lại độ khó để khối tạo cách quán Điều gọi nhắm mục tiêu lại theo độ khó tính DN=Do*(actual time span)/(target time span) Trong DN mục tiêu khó khăn DO mục tiêu khó khăn cũ Phương tiện khai thác cho thực PoW giải câu đố khó cách tìm giá trị nonce giải pháp để đáp ứng mục tiêu độ khó mạng, tức giá trị băm kết phải thấp giá trị mục tiêu độ khó Sau tìm thấy nonce, phátBTôivào mạng blockchain Các phương tiện khác nhận khối dựa sách xác minh, xác minh độc lập xem thơng báo kiện có xác hay khơng Điều đảm bảo khối hợp pháp phát mạng Việc xác nhận độc lập đảm bảo phương tiện khai thác hoạt động theo cách trung thực tích hợp khối họ blockchain kiếm phần thưởng Các phương tiện khai thác có hành vi khơng trung thực bị từ chối khối Kết là, họ không phần thưởng mà cịn lãng phí lượng sử dụng để tính tốn giải pháp PoW Nếu thơng tin khối xác, phương tiện khai thác chấp nhận bắt đầu khai thác khối Sự tồn thơng báo kiện chuỗi khối loại xác nhận thông điệp kiện đáng tin cậy Khối lưu trữ blockchain vĩnh viễn dựa định đồng thuận phương tiện khai thác Cơ chế đồng thuận PoW sử dụng để ngăn chặn phương tiện độc hại làm hiệu lực sở liệu Khi quy mô mạng tăng lên, blockchain ngày trở nên khó thỏa hiệp kẻ công sử dụng công chi tiêu gấp đôi Thông tin khối xác minh cơng khai; đó, chất cơng khai blockchain cho phép tất người tham gia xác minh tính 29 đắn thông điệp kiện Nếu phương tiện địa điểm diễn kiện cần biết thơng tin kiện, cần kiểm tra chuỗi khối để xác minh tính đắn thông báo kiện hành động theo Do đó, theo dõi mức độ đáng tin cậy gần tất phương tiện Đôi khi, hai nhiều phương tiện khai thác khai thác khối lúc phát thông điệp cho người hàng xóm gần kề họ, người bắt đầu tuyên truyền khối mạng Khối đến phương tiện khác vào thời điểm khác nhau, khiến phương tiện có quan điểm blockchain khác Kết là, nhánh blockchain xảy Để giải fork, phương tiện khai thác nên chọn blockchain có chuỗi khối dài đại diện cho nhiều PoW thực Do đó, chất cơng khai blockchain xác nhận độc lập khối tất phương tiện mạng đảm bảo sở liệu phân tán an toàn Blockchain lưu trữ lịch sử tất mức độ tin cậy phương tiện với thơng điệp kiện tương ứng Do đó, theo dõi mức độ đáng tin cậy gần tất phương tiện Thông tin lưu trữ blockchain hoạt động thật cho phương tiện khác Mỗi khối dựa băm khối trước việc thao tác giả mạo khối khó nên cần sức mạnh tính tốn đáng kể để thay đổi khối Các phương tiện độc hại chèn khối giả mạo vào chuỗi khối phân tán mà không bị phương tiện ngang hàng khác ý Khi quy mô mạng phát triển, blockchain trở nên khó bị xâm phạm phương tiện độc hại Vì thế, thơng tin kiện phổ biến cách an toàn cách sử dụng loại blockchain Ngồi ra, cơng ty bảo hiểm cho khoản tốn bảo hiểm sử dụng lịch sử thông tin xe từ blockchain cảnh sát giao thơng sử dụng lịch sử pháp y để giải vụ va chạm chạy tranh chấp tai nạn giao thông 30 Chương : Đánh giá Trong phần này, thảo luận khả mở rộng sơ đồ blockchain đề xuất cho VANET Đánh giá chi phí lưu trữ tin nhắn blockchain VANET Hầu hết công nghệ ngày dựa blockchain có vấn đề khả mở rộng Như thảo luận trước đó, coi thơng điệp an tồn giao dịch chương trình Chi phí lưu trữ thư: Kích thước tiêu đề khối khoảng 80 byte hình Kích thước chuỗi khối Bitcoin tăng lên nhiều lên đến petabyte xem xét giao dịch quy mơ tồn cầu Trong sơ đồ , thơng báo an tồn có kích thước khoảng 512 byte tiêu đề khối khoảng 80 byte Vì vậy, kích thước khối với thơng báo xấp xỉ khoảng 600 byte Giả định tốc độ tạo khối 100 giây để ngăn chặn công, chẳng hạn công chi tiêu gấp đơi Sẽ có khoảng 36 khối tạo Do đó, tổng chi phí lưu trữ cho blockchain với thông báo là: 600 byte *36*24*365 = 180,45 MB năm Thiết kế cấu trúc khối mạng VANET để hỗ trợ lượng lớn liệu mà không gặp vấn đề khả mở rộng Giả sử hệ thống VANET bao gồm 2000 phương tiện di chuyển địa điểm cụ thể, nơi phương tiện gửi tin nhắn báo cáo địa điểm khoảng thời gian định Có thể tính tốn giao dịch tin nhắn khoảng thời gian chuỗi khối Tx * (B *t ), Tx số lượng giao dịch tin nhắn khoảng thời gian, B kích thước khối t thời gian tính đơn vị Tổng kích thước khối tạo hệ thống VANET thể bảng Bảng cho thấy phát triển blockchain ước tính mạng với số lượng giao dịch tin nhắn khác khoảng thời gian Nó cho thấy trường hợp có 2000 xe chạy địa điểm cụ thể với 200 xe đến tối đa 1500 xe gửi thông báo báo cáo địa điểm Vì sử dụng blockchain cục cho VANET, phát triển mạng blockchain kiểm soát, vấn đề khả mở rộng 31 Bảng Đánh giá phát triển mạng blockchain VANET Giao dịch tin nhắn môi giây phút ngày năm Tx Tx * (B * 1) Tx * (B * 60) Tx * (B * 60 * 60) Tx * (B * 60 * 60 * 24) Tx * (B * 60 * 60 * 24 * 365) 200 117,18 KB 6,87 MB 0,402 GB 9,66 GB 206,51 TB 500 292,96 KB 17,17 MB 1,006 GB 24,14 GB 516,27 TB 1000 585,93 KB 34,33 MB 2.012 GB 48,28 GB 1032,55 TB 1500 878,91 KB 51.49 MB 3.017 GB 72,42 GB 1548,82 TB 32 Chương : Viễn cảnh tương lai: tính toán biên cho chuỗi khối VANET Đối với viễn cảnh tương lai, việc tính tốn biên cho blockchain , giảm độ trễ việc tạo khối cách giảm tải PoW tính tốn cao cho máy chủ biên để khai thác khối phương tiện khai thác Hơn nữa, độ trễ lan truyền khối giảm bớt cách sử dụng điện tốn đám mây biên Các cạnh máy tính di động (MEC) cung cấp dịch vụ đám mây cạnh rìa cho nút offload việc nhiều tài nguyên VANET từ hạch xe cộ đến máy chủ cạnh Ứng dụng MEC chuỗi khối VANET hiển thị hình MEC sử dụng để truyền thông điệp khối nút khai thác làm giảm độ trễ truyền Ngồi ra, nút xe cộ tải trình khai thác xuống máy chủ MEC để tăng tốc trình khai thác, giúp tạo khối thường xuyên, phù hợp với VANET Vì xử lý thơng báo kiện khẩn cấp, nên ưu tiên cao việc phổ biến thơng điệp kịp thời Tính tốn biên sử dụng để khai thác khối nhanh sơ đồ đề xuất Giả định nhà cung cấp dịch vụ MEC triển khai máy chủ biên họ cho nút khai thác xe cộ Người khai thác tải PoW chuyên sâu tính tốn cho máy chủ MEC nhà cung cấp dịch vụ tính phí nút khai thác cung cấp dịch vụ họ Nút khai thác phải trả khoản phí nhỏ cho nhà cung cấp dịch vụ cạnh, phần thưởng thu khai thác khối Các nút thợ mỏ yêu cầu dịch vụ cạnh giảm tải tính tốn PoW Các máy chủ MEC chấp nhận tính tốn PoW, đồng thời cung cấp giải pháp cho nút khai thác Sau đó, nút khai thác phát giải pháp PoW tới mạng Nếu người khai thác thành cơng việc khai thác khối, người nhận động lực dạng phần thưởng MEC xử lý tác vụ sử dụng nhiều tài ngun khác, chẳng hạn tính tốn, lưu trữ tác vụ đa phương tiện video hộp đen ô tơ xử lý ảnh, v.v Sau đó, nút khai thác phát giải pháp PoW tới mạng Nếu người khai thác thành công việc khai thác khối, người nhận động lực dạng phần thưởng MEC xử lý tác vụ sử dụng nhiều tài nguyên khác, chẳng hạn tính tốn, lưu trữ tác vụ đa phương tiện video hộp đen ô tô xử lý ảnh, v.v Sau đó, nút khai thác phát giải pháp PoW 33 tới mạng Nếu người khai thác thành cơng việc khai thác khối, người nhận động lực dạng phần thưởng MEC xử lý tác vụ sử dụng nhiều tài ngun khác, chẳng hạn tính tốn, lưu trữ tác vụ đa phương tiện video hộp đen ô tô xử lý ảnh, v.v Hình 8: MEC cho blockchain VANET 34 Chương : Phần kết luận Đề án xử lý hiệu vấn đề độ tin cậy thông điệp kiện theo cách đáng tin cậy cách sử dụng blockchain cơng nghệ Một loại blockchain quản lý độc lập quốc gia, lưu trữ độ tin cậy nút độ tin cậy thông điệp sổ phân tán để phổ biến thơng điệp an tồn VANET hoạt động thật tảng cho phương tiện khác Trong kế hoạch này, xử lý thông báo kiện dạng giao dịch thay tiền điện tử Nó trình bày thảo luận loại chế đồng thuận blockchain khác dựa loại blockchain Trong báo áp dụng chế đồng thuận PoW Sự đồng thuận tất phương tiện khai thác mạng blockchain thiết lập để tạo khối sử dụng thật tảng cho khối Đánh giá phân tích cho thấy chương trình blockchain cục đề xuất sử dụng hiệu VANET mà không cần chi phí lưu trữ Trong cơng việc tương lai, cung cấp phân tích chi tiết loại blockchain cách kế hoạch đối phó với việc phổ biến thơng điệp kiện quan trọng thời gian thực với độ trễ thấp môi trường VANET.Sử dụng chế đồng thuận kết hợp, kết hợp thuật toán PoW thuật toán PoS giúp giảm thời gian tạo khối cải thiện khả mở rộng mạng xe cộ 35 Tài liệu tham khảo Rakesh Shrestha , Rojeena Bajracharya, Anish P.Shrestha, Seung Yeob Nam : A new type of blockchain for secure message exchange in VANET 36 ... tài xế Một thách thức mà VANET phải đối mặt đặc tính phù du Trong VANET phân tán, nút xe cộ tham gia rời khỏi mạng động Mạng quảng cáo di động (MANET) Các blockchain thời gian gần đạt ý nhà nghiên... hạn học viện, tổ chức tài chính, ngành y tế ngân hàng, v.v., bị thu hút blockchain lợi to lớn 3.2.1 Các tính blockchain Một số tính blockchain sau: a Tính bất biến: Một tính quan trọng blockchain. .. độ tin cậy nút xe độ tin cậy tin nhắn quốc gia dựa vị trí địa lý Mục tiêu báo nghiên cứu cách gửi thông điệp kiện đáng tin cậy cách an toàn cách áp dụng công nghệ blockchain VANETs Sẽ xử lý blockchain