bài tập lớn thông tin di động Ứng dụng Blockchain cho mạng tin cậy trong phương tiện thông minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THÔNG TIN DI ĐỘNG Đề tài Ứng dụng Blockchain cho mạng tin cậy trong phương tiện thông minh Giảng viên hướng dẫn PGS TS Trần.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THÔNG TIN DI ĐỘNG Đề tài: Ứng dụng Blockchain cho mạng tin cậy phương tiện thông minh Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Quang Vinh Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Phạm Thị Đăng 20172447 Đỗ Hoàng Lân 20172645 Nguyễn Thị Xuân 20172925 Thân Thị Lệ 20172646 Vương Minh Đức 20172480 Hà Nội, 5-2021 MỤC LỤC _Toc73834283 Abstract – Tóm tắt CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2: VẤN ĐỀ AN NINH MẠNG CỦA XE THÔNG MINH 2.1 Giới thiệu ngắn gọn hệ thống vận tải thông minh phương tiện kết nối 2.2 Ứng dụng phương tiện thông minh 2.3 Vấn đề bảo mật an ninh mạng xe thông minh CHƯƠNG 3: MẠNG LƯỚI TIN CẬY DỰA TRÊN BLOCKCHAIN GIỮA CÁC PHƯƠNG TIỆN THÔNG MINH 3.1 Đánh giá mang lưới tin cậy dựa Blockchain hoạt động 3.2 Mạng lưới tin cậy dựa Blockchain phương tiện thông minh 3.3 Triển khai/Ứng dụng Blockchain cho xe thông minh 3.3.1 Các dự án Blockchain Toyota 3.3.2 ITSs dựa Blockchain 3.3.3 CUBE – Nền tảng bảo mật mạng xe tự hành dựa Blockchain 10 3.3.4 Sử dụng trường hợp giải vấn đề gián đoạn giao lộ cho xe tự hành 11 CHƯƠNG 4: THÁCH THỨC VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI CỦA BLOCKCHAIN TRONG XE THÔNG MINH 12 4.1 Vấn đề thách thức Blockchain cho xe thông minh 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Tổng quan chế Blockchain Hình 2: Bảy lớp định hướng ITS xếp chồng lên mơ hình hệ thống mở cửa Blockchain 10 Hình 3: Ví dụ bế tắc ngã tư giao thơng khơng có tín hiêu (trên sở đến trước phục vụ trước) cho xe tự hành 12 Hình 4: Cơng nghệ Blockchain với khối động cục khối chinhd cho V2X 14 Hình 5: Phân nhánh hợp hoạt động Blockchain động cục bộ, LDB0 chia nhỏ phần tử Kth khối thành LDB1 14 Abstract – Tóm tắt Mạng kết nối xe thông minh dễ bị cơng, lại khó khắc phục phương pháp bảo mật tập trung truyền thống Blockchain sở liệu phân tán ngang hàng thay đổi, chứa thông tin bảo mật mã hoá Blockchain cho thấy thành cơng ứng dụng tài chính, hợp đồng thông minh, bảo vệ quyền cho sản phẩm kĩ thuật số Nó mở rộng tồn ngành công nghiệp với bảo mật thiết bị IoT, hệ thống nhúng, … Tính vượt trội blockchain tính phân tán, khơng thể thay đổi, kiểm tra dẫn đến bảo mật giao dịch bảo vệ riêng tư Trong chapter này: xem xét môi trường mạng kết nối xe thông minh vấn đề phương pháp xây dựng mạng tin cậy dựa blockchain xe thơng minh Trình bày trường hợp sử dụng blockchain phương tiện thông minh giai đoạn nghiên cứu diễn phát triển từ ngành công nghiệp ô tô viện hàn lâm Chúng cân nhắc thách thức blockchain cho phương tiện thông minh 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Công nghệ phương tiện phát triển nhanh chóng hướng tới mục tiêu: ô tô tự lái để phân luồng giao thông hiệu quả, ngăn chặn tai nạn giao thông xảy lỗi người, cải thiện khả tiết kiệm nhiên liệu kết hợp với dịch vụ sạc xe điện Internet không dây kết hợp với dịch vụ kết nối khác trở thành tiêu chí phương tiện thơng minh Các phương tiện đại trở thành hệ thống máy tính giống smartphone, điều khiển máy tính phức tạp kết nối khơng dây mạng nội bên xe Sự đời mạng đám mây dành cho xe cộ dựa mạng internet không dây dẫn đến phụ thuộc vào phần mềm kết nối mạng tăng lên đáng kể Dẫn đến vấn đề an ninh mạng, vấn đề an tồn ngành cơng nghiệp tự động Dựa điều thấy mối quan tâm hàng đầu liên quan tới phương tiện thông minh sử dụng mạng tin cậy để tránh công mã độc Hệ thống bảo mật tập trung thơng thường dễ bị phá hỏng hệ thống trung tâm bị tổn hại, bị cơng mạng hay gặp lỗi đơn giản tồn mạng bị ảnh hưởng Các phương pháp bảo mật quyền riêng tư thông thường mà sử dụng máy tính cá nhân hay mạng đám mây có xu hướng khơng hiệu phương tiện giao thơng thơng minh có lỗ hổng công mạng Công nghệ Blockchain ứng dụng tiền điện tử, gần sử dụng để xây dựng mạng ngang hàng tin cậy – có topology với mạng phương tiện thông minh Blockchain thành cơng ứng dụng tài chính, hợp đồng thông minh, cung cấp nội dung đa phương tiện với bảo vệ quyền số Nay mở rộng để bảo mật thiết bị IoT, hệ thống nhúng… CHƯƠNG 2: VẤN ĐỀ AN NINH MẠNG CỦA XE THÔNG MINH Phương tiện đại điều khiển máy tính phức tạp với kết nối bao gồm mạng bên xe mạng không dây Dù cấu trúc vi tính hố cung cấp tính bật hệ thống tự lái tiên tiến hay xe tự hành, đem lại không bảo mật dễ bị công công mã độc hay công mạng 2.1 Giới thiệu ngắn gọn hệ thống vận tải thông minh phương tiện kết nối Phương tiện kết nối thường định nghĩa trang bị hệ thống kết nối internet không dây thường trang bị với VANET (mạng ad hoc xe) Bước tiến lớn phần cứng lẫn phần mềm dẫn phương tiện điều khiển hồn tồn vi tính thơng minh Đồ thị cho biết kiến trúc điển hình phương tiện kết nối thông minh Các phương tiện thông minh bao gồm nhiều khối điều khiển mạng với cảm biến đảm báo chức nhiều phương tiện Các thiết bị phần cứng cần thiết mà dùng để nhận biết chức phương kết nối thông minh phân loại hệ thống kết nối tích hợp sẵn hay đưa vào Xe kết nối dần trở thành hệ thống vi tính giống smartphone kèm với kết nối internet, lại có nhiều khả điều khiển phức tạp thông qua mạng kết nối bên xe để điều khiển động lực học chuyển động, bao quát học lái, phụ kiện điện tử kèm với nhiều chức cung cấp thoải mái tiện lợi cho người lái Đôi VANET biết đến hệ thống giao thông thông minh, với mục tiêu tạo luồng giao thơng an tồn, hiệu quả, dịch vụ giao thông thân thiện với môi trường dịch vụ thơng tin hành trình ITS thiết kế để hỗ trợ xe chia sẻ trao đổi thông tin phương tiện sở hạ tầng thông qua giao thức kết nối V2V (Vehicle-to-vehicle), V2I (vehicle-to-infrastructure), V2N (vehicle-to-network), V2X (vehicle-to-everything) Giao thức tiêu chuẩn dùng ITS bao gồm DSRC truyền thống (dedicated short range communication) V2X kết hợp mạng di dộng (C-V2X) DSRC, dựa họ tiêu chuẩn Wireless Access in Vehicular Environments, cơng nghệ tốt, trải qua q trình phát triển sản phẩm cách rộng rãi thử nghiệm nhiều bên liên quan suốt thập kỷ Ngược lại, C-V2X công nghệ mới, phát triển dựa mạng di động 5G LTE hiệp hội tiêu chuẩn hoá 3GPP Hộp built-in sử dụng nhiều cho kết nối internet thông qua Wifi module LTE tích hợp hệ thống infotainment (information + entertainment) Thiết bị brought-in cắm vào cổng vào bus thơng qua port chuẩn đốn bảng mạch, đầu nối mạng công cụ quét chẩn đoán phương tiện Phương tiện tự hành hệ thống tiên tiến hành động định hoạt động đồng thời với việc đối phó với thông tin môi trường đến từ cảm biến mạng kết nối lúc lái xe Phương tiện thông minh kết nối với gần tất thứ trở thành phần IoT 2.2 Ứng dụng phương tiện thông minh Phương tiện thông minh kết nối với hầu hết hệ thống thiết bị khơng gian mạng, chí kể offline, bao gồm smartphones, phương tiện khác , hạ tầng bên đường, server, hay văn phòng nhà Phương tiện – phần IoT mở phát triển lượng lớn ứng dụng cung cấp dịch vụ hội kinh doanh lĩnh vực giao thơng cơng cộng, cơng nghiệp giải trí bên cạnh cải tiến đáng kể cho chức an toàn, hiệu thoải mái Đồ thị cho thấy dịch vụ ứng dụng hệ phương tiện kết nối thông minh tiếp theo, đồ thị minh hoạ hệ sinh thái ngành công nghiệp phương tiện thông minh dựa Vehicle Cloud Các tính chính: • Traffic Safety: Thống kê cho thấy 90% số vụ tai nạn giao thông hây lỗi người lái Phương tiện thông minh làm tăng An tồn giao thơng giảm thương vong cách triển khai chức hỗ trợ an tồn, chức khai thác thơng tin từ môi trường xung quanh từ cảm biến thiết bị kết nối xe • Traffic Efficiency: Tối ưu tuyến đường cách tính tốn tình trạng giao thơng mơi trường, mang lại lợi ích đáng kể tình trạng giao thơng cách cải thiện luồng giao thông nhiên liệu hiệu quả, giảm thời gian đường • Self-Driving/Driveless Car: Xe kết nối thông minh tiên tiến tạo để hỗ trợ xe tự hành mà không cần người Những xe đem lại cho người trải nghiệm dịch vụ phương tiện công cộng lẫn cá nhân Xe tự hành làm đảo lộn ngành cơng nghiệp, định hình lại thành phố, cung cấp lựa chọn cho việc cần làm lái xe Một vài ví dụ ứng dụng đơn giản xe tự hành bãi đỗ xe tự phục vụ, dịch vụ sạc xe điện từ xa • Sharing Services: Tiến công nghệ phương tiện cho phép người dùng chia sẻ sở vật chất xe thuận tiện hơn, dẫn đến tiến dịch vụ chia sẻ xe đời Các dịch vụ chia sẻ xe đời cần tài xế, nhiên xe tự hành định hình lại dịch vụ chia sẻ, không chia sẻ xe, mà cịn chia sẻ chỗ ngồi hay phần khơng gian chở hàng phương tiện Hàm ý xe tự hành chia sẻ tương lai quyền sở hữu xe cá nhân gần khơng cịn • Autonomous Taxi: Phương tiện truyền thống vận hành theo hướng: phương tiện cơng cộng với phí bảo trì thấp độ tiện lợi thấp, phương tiện cá nhân với giá cao lại tiện lợi cao Với đời dịch vụ di chuyển tự hành theo yêu cầu, người dùng hưởng lợi từ việc với chi phí thấp độ tiện lợi lại cao Taxi tự lái phương thức di chuyển kết hợp chi phí quản lý thấp giao thơng cơng cộng thuận tiện nhu cầu di chuyển cá nhân • Entertainments: Hệ thống giải trí xe cung cấp audio, video, game, … Hình thức thơng tin giải trí xe truyền thống bao gồm audio hệ thống dẫn đường, dẫn tới cải tiến để bao gồm trình phát video, game, nội dung tiên tiến khác kết nối với internet • Remote Care and Maintenance: Cải tiến công nghệ kết nối không dây hệ thống mạng nhúng xe với cảm biến dùng để phân tích bảo trì phương tiện từ xa Update OTA cách phổ biến để phân phối phần mềm update phần mềm điện thoại Đối với xe thông minh • Mobile Office: Xe tự hành giải phóng người lái khỏi việc tập trung vào việc lái xe Thay vào họ nghỉ ngơi hay làm công việc khác Xe tự hành -> văn phịng di động người dùng làm việc đường làm 2.3 Vấn đề bảo mật an ninh mạng xe thông minh Mối đe doạ cơng tiềm tàng phương tiện thơng minh phân loại mục đồ thị 4: công từ xa thông qua VANET, công mạng thông qua internet, công thụ động cách giả mạo liệu cảm biến, cố gắng kết nối trái phép với kiến trúc xe • Threat of V2X communication: Kết nối V2X bị đe doạ nghiêm trọng bảo mật an toàn phương tiện dẫn đến gián đoạn luồng giao thông Xe thông minh cần thu thập thông tin mơi trường giao thơng, tình trạng giao thơng tức thời liệu để vận hành việc lái xe Kết nối V2X dễ dàng bị công truyền thông tin giả mạo hay giả mạo thông điệp thử thách công nghệ Blockchain cho xe thơng minh dự phịng mạng kết nối V2X bảo mật trước thông điệp tin cậy từ phương tiện khác hay sở hạ tầng rị rỉ quyền riêng tự • Passive attack: Là loại công độc hại, làm cho phương tiện tiếp nhận thơng tin sai cách làm giả tín hiệu giao thông biển báo đường cung cấp thơng tin giả • Attempting direct attacks on the in-vehicle network: Kẻ cơng tạo kết nối không tin cậy tới mạng nội bộ, nhờ điểu khiển chức quan trọng phương tiện thông qua cổng giao tiếp mạng nội • Internet connection and/or vehicular cloud: Kết nối internet biến xe thông minh thành hệ thống mạng vật lý phương tiện coi node IoT Do đó, phương tiện diện trước kẻ công thông qua nhiều kênh khác để truy cập vào quyền điều khiển hay mạng nội Điều khiến xe thông minh phải đối mặt với hàng loạt mối đe doạ công mã độc, theo dõi vị trí, kết nối khơng tin cậy, chiếm quyền điều khiển từ xa Mối đe doạ mạng rủi ro lớn phương tiện tự hành Các thực thể độc hại chiếm quyền điều khiển xe, dẫn tới không gây nguy hiểm cho phương tiện mà cịn hành khách Các phương pháp bảo mật thông thường mà dùng PC hay mạng đám mây có xu hướng không hiệu phương tiện thông minh khác biệt việc dễ dàng công mạng CHƯƠNG 3: MẠNG LƯỚI TIN CẬY DỰA TRÊN BLOCKCHAIN GIỮA CÁC PHƯƠNG TIỆN THƠNG MINH Xe thơng minh (IV) trải qua tăng trưởng mang tính cách mạng nghiên cứu công nghiệp, phải chịu nhiều lỗ hổng bảo mật Tận dụng hội xe thông minh tảng công nghệ thông tin mới, cần vượt qua số thách thức việc triển khai mạng lưới tin cậy an tồn phương tiện thơng minh Trong giao tiếp an toàn đại, tất giao tiếp liệu mã hóa xác thực sở hạ tầng khóa cơng khai khóa riêng tư với xác thưc lẫn dựa nút kết nối máy chủ đám mây Mặc dù xác thực lẫn đảm bảo hai thiết bị xác minh tính xác thực nhau, phương pháp bảo mật truyền thống dễ bị chia sẻ liệu an toàn phương tiện thông minh Một yêu cầu ITSs đảm bảo nguồn gốc, khả chống chịu mạng lưới chống lỗi phương tiện thông minh Các đặc điểm mô tả sau: • Nguồn gốc: Mỗi người tham gia biết tài sản đến từ đâu quyền sở hữu thay đổi thông qua giao dịch • Bất biến: Khơng người tham gia giả mạo giao dịch sau ghi lại sở liệu (Sổ cái) • Khả phục hồi: Nếu giao dịch bị lỗi, tham nhũng dễ dàng xuất người nhận thức điều Một giao dịch sử dụng để khơi phục lỗi giao dịch sau khơi phục Trong trường hợp số nút ngoại tuyến bị cơng, tồn mạng hoạt động bình thường Blockchain công nhận công nghệ với tiềm phá vỡ tất ngành công nghiệp truyền thống Tác động công nghệ blockchain trải nghiệm lĩnh vực tài với loại tiền điện tử Bitcoin, Ethereum đồng tiền mã hóa khác Hiện tại, cơng nghệ blockchain khai thác ứng dụng danh bạ thông minh, y tế chăm sóc sức khỏe hậu cần kinh doanh, sau đó, nỗ lực thực để kết hợp blockchain vào lĩnh vực phức tạp bảo mật IoT Trong phần sau, thảo luận "Cách blockchain tăng cường khả bảo mật quyền riêng tư mạng truyền thông xe thông minh dựa môi trường đáng tin cậy" 3.1 Đánh giá mang lưới tin cậy dựa Blockchain hoạt động Blockchain sử dụng khóa riêng tư cơng khai khơng đối xứng chế hàm băm để xác thực giao dịch Khóa riêng sử dụng để ký giao dịch thực nút Tất giao dịch ký khóa riêng phát đến tất nút mạng Tất nút mạng khai thác mạng thu thập giao dịch làm việc để tìm giải pháp cho quy tắc đồng thuận định Khi nút tìm thấy đồng thuận chế cho, phát khối đến tất nút Tất nút khác nhận khối và, tất giao dịch hợp lệ, tất nút thể chấp nhận họ khối cách tạo khối chuỗi Nút gói gọn khối thành cơng, tức tìm giải pháp đồng thuận, có phần thưởng tiền điện tử, mục tiêu đáng giá, để thúc đẩy nút khai thác xây dựng để tìm đồng thuận khối Sự đồng thuận với hệ thống khen thưởng ưu đãi trở thành động lực để người tham gia trì blockchain mà khơng bị hỏng Dữ liệu giao dịch có khối trở nên bất biến điều coi đáng tin cậy bảo mật, giao dịch ghi lại thời gian đồng hóa nhóm thành khối bảo mật mật mã tổ chức theo chuỗi Tùy thuộc vào độ mở nó, chúng tơi phân loại blockchain với kiến trúc công cộng Bitcoin Ethereum, hoạt động với người tham gia ẩn danh không đáng tin cậy với quyền truy cập không phép với quyền truy cập phép, liên quan đến thành viên phê duyệt Trong blockchain cơng cộng, nút tham gia vào q trình đồng thuận, đó, giao dịch tự động phê duyệt ghi lại tham gia hàng loạt Hình 1: Tổng quan chế Blockchain 3.2 Mạng lưới tin cậy dựa Blockchain phương tiện thơng minh Blockchain đảm bảo ba rủi ro lớn để xây dựng mạng lưới tin cậy phương tiện thông minh mà quan kiểm sốt trung tâm, bảo vệ riêng tư bảo mật chống lại công mạng, đảm bảo khả phục hồi thất bại khơng thể đốn trước cơng vào mạng đám mây xe cộ Công nghệ Blockchain dựa kết nối ngang hàng cho phép phương tiện thông minh tương tác với mà không cần can thiệp quan đáng tin cậy thứ ba Một số lượng lớn nút xe đảm bảo khả phục hồi mạng blockchain, số nút không khả dụng nút bị nhiễm với phần mềm độc hại nút bị cơng mạng, blockchain xác truy cập phương tiện Ngay số nút ngoại tuyến bị cơng, blockchain làm cho mạng xe cộ hoạt động bình thường Tất giao dịch blockchain đóng dấu thời gian mã hóa khóa riêng để người dùng xe dễ dàng theo dõi lịch sử giao dịch theo dõi tài khoản thời điểm lịch sử Tính cho phép người tham gia theo dõi theo dõi nguồn gốc liệu tài sản, tức thông tin hợp lệ liên quan đến nguồn tài sản quyền sở hữu thay đổi thơng qua giao dịch Khả theo dõi ngăn chặn công tiềm cách gửi liệu gian lận tin nhắn giả mạo thông báo V2X, bảo mật mạng chống lại bảo mật gian lận Kẻ cơng cố gắng xác định ID xe theo dõi thông tin quyền riêng tư người dùng giao dịch chứa liệu nhạy cảm quyền riêng tư gây nguy hiểm cho quyền riêng tư người dùng Blockchain đảm bảo bảo vệ quyền riêng tư người dùng cách sử dụng hàm băm mã hóa mật mã bất đối xứng 3.3 Triển khai/Ứng dụng Blockchain cho xe thông minh Trong phần này, thảo luận số nghiên cứu diễn việc triển khai ứng dụng blockchain cho phương tiện thông minh Một số tổ chức nghiên cứu ngành công nghiệp nghiên cứu triển khai công nghệ blockchain cho phương tiện thông minh Yuan cộng đề xuất công nghệ blockchain cho ITS để thiết lập hệ sinh thái tự trị bảo mật, đáng tin cậy phi tập trung đề xuất mơ hình khái niệm bảy lớp cho blockchain Leiding cộng đề xuất công nghệ blockchain cho VANET Họ kết hợp hệ thống hợp đồng thông minh dựa blockchain Ethereum với VANET Họ đề xuất kết hợp hai ứng dụng cho xe, cụ thể ứng dụng bắt buộc (điều tiết giao thông, thuế xe, bảo hiểm xe cộ) ứng dụng tùy chọn (ứng dụng cung cấp thông tin cập nhật ùn tắc giao thông dự báo thời tiết) xe Họ cố gắng kết nối blockchain với dịch vụ VANET Blockchain sử dụng nhiều tính thú vị khác giao tiếp phương tiện, cung cấp bảo mật cung cấp giao tiếp ngang hàng mà không tiết lộ thông tin cá nhân Dorri cộng đề xuất chế công nghệ blockchain với tiết lộ thông tin cá nhân người dùng phương tiện để cung cấp cập nhật phần mềm từ xa không dây dịch vụ xe khác Rowan cộng mô tả công nghệ blockchain để bảo mật thông minh phương tiện giao tiếp thông qua kênh bên ánh sáng âm nhìn thấy Họ xác minh chế đề xuất họ thông qua phiên khóa mật mã, tận dụng kênh bên sở hạ tầng khóa cơng khai blockchain Tuy nhiên, nay, trọng tâm dịch vụ mơ hình kinh doanh họ, mơi trường tin tưởng an toàn bảo mật cho giao tiếp xe thơng minh chưa thảo luận Ngồi ra, Toyota tuyên bố họ làm việc công nghệ blockchain cho dự án xe kết nối Công ty nghiên cứu Toyota (TRI) hợp tác với viện học thuật ngành công nghiệp blockchain cho dự án xe thông minh Họ tin công nghệ blockchain có tính để lưu trữ sử dụng liệu lái xe phương tiện tự động TRI cộng tác viên tập trung vào chia sẻ liệu, chia sẻ giao dịch xe, bảo hiểm dựa người dùng Công ty chuyển động di động ZF làm việc với ngân hàng UBS Thụy Sĩ công nghệ blockchain cho xe điện Họ đề xuất khái niệm ví điện tử di động để tốn an tồn liên quan đến xe tốn phí cầu đường, tốn phí lượng chia sẻ xe / chia sẻ chuyến 3.3.1 Các dự án Blockchain Toyota Như đề cập, ngành công nghiệp ô tô mục tiêu công nghệ blockchain TRI bắt đầu ba dự án blockchain công nghệ tự trị Các dự án sau: • Chia sẻ liệu lái xe / thử nghiệm: Các phương tiện thông minh kết nối với đám mây nhận thức môi trường chúng thơng qua cảm biến tích hợp, tất tạo liệu lái xe có giá trị Cơng nghệ Blockchain cung cấp tảng khuôn khổ phi tập trung, cho phép người sáng tạo khách hàng theo suy đoán chia sẻ kiếm tiền từ thông tin lái xe họ thị trường an tồn • Giao dịch chia sẻ xe/đi chung xe: Blockchain cho phép lưu trữ liệu sử dụng xe thông tin người dùng (chủ sở hữu, hành khách, tài xế, v.v.) Toyota cố gắng xây dựng công cụ dựa blockchain để trao quyền cho chủ sở hữu xe kiếm tiền từ tài sản họ cách chia sẻ xe họ cách bán chuyến không gian hàng hóa Đây dịch vụ dựa hợp đồng thông minh hai bên blockchain giúp quản lý giao dịch tài họ với can thiệp bên thứ ba, từ tiết kiệm phụ phí giao dịch • Bảo hiểm dựa việc sử dụng: Bằng cách cho phép thu thập liệu lái xe lưu trữ blockchain, chủ xe phải trả chi phí bảo hiểm thấp cách cung cấp liệu lái xe họ để đánh giá phong cách lái xe để ảnh hưởng đến lái xe an tồn Cơng ty bảo hiểm đánh giá xác an tồn thói quen lái xe từ liệu lái xe lưu trữ blockchain Blockchains sổ phân tán cho phép tổng hợp liệu từ chủ sở hữu phương tiện, người quản lý đội xe nhà sản xuất để rút ngắn thời gian để đạt mục tiêu này, từ thúc đẩy lợi ích an tồn, hiệu tiện lợi công nghệ lái xe tự hành TRI khẳng định hàng trăm tỷ dặm liệu lái xe người cần thiết để phát triển xe tự hành an toàn đáng tin cậy Thông qua cách tiếp cận mã nguồn mở công cụ phần mềm, TRI tạo tập đoàn người dùng hy vọng kích thích áp dụng nhanh chóng blockchain công ty khác phát triển xe tự hành dịch vụ di động chuyên nghiệp TRI mời đối tác tương lai hợp tác để phát triển ứng dụng công nghệ blockchain hồ sơ phân tán liệu dịch vụ xe TRI thực dự án với MIT Media Lab số đối tác ngành Các đối tác BigchainDB (một công ty Đức), tích hợp sẵn sở liệu lái xe thử nghiệm; Oaken Innovation (Công ty Canada) phát triển hệ thống tốn dựa mã thơng báo di động chia sẻ xen ngang hàng; Commuters, công ty khởi nghiệp Israel, phát triển giải pháp chung xe; Gem,(Một cơng ty có trụ sở Hoa Kỳ) làm việc với giải pháp bảo hiểm Toyota Công ty bảo hiểm Anther Nhật Bản hệ thống bảo hiểm dựa việc sử dụng 3.3.2 ITSs dựa Blockchain Học viện khoa học Trung Quốc đề xuất mơ hình hệ thống mở xếp chồng lên theo định hướng ITS bảy lớp blockchain tương tự mơ hình tham chiếu kết nối hệ thống mở (OSI) tiếng, xác định khuôn khổ mạng để triển khai giao thức bảy lớp thể Hình Nó cung cấp khuôn khổ khái niệm để hiểu mối quan hệ phức tạp lớp đến lớp tương tác xảy ngăn xếp dọc mạng internet Mặc dù tính hữu ích cho mơ hình tham chiếu để xem hệ thống hoạt động qua mạng, OSI thực triển khai Mơ hình blockchain bảy lớp đề xuất cung cấp thất thường để mơ tả tiêu chuẩn hóa kiến trúc điển hình thành phần hệ thống blockchain, mơ tả ngắn gọn kỹ thuật mức Hình 2: Bảy lớp định hướng ITS xếp chồng lên mơ hình hệ thống mở cửa Blockchain 3.3.3 CUBE – Nền tảng bảo mật mạng xe tự hành dựa Blockchain CUBE nhằm mục đích cung cấp tảng bảo mật cho xe tự hành dựa công nghệ blockchain giải pháp cho bảo mật xe tự hành Xe tự hành phụ thuộc nhiều vào công nghệ không dây không, làm tăng nguy công độc hại vào xe tự hành CUBE tập trung vào công cụ để bảo mật cập nhật phần mềm không trao đổi nội dung CUBE phát triển công nghệ khơng cho phép chẩn đốn phần mềm từ xa, cài đặt sửa lỗi phần mềm ô tơ có dựa blockchain dạng Ethereum Mã thông báo CUBE liên kết dịch vụ dựa blockchain dịch vụ 10 không, chia sẻ liệu liên quan đến lái xe dịch vụ bảo hiểm Một ví dụ ứng dụng token CUBE liên kết thông tin liên quan đến lái xe từ xe đến người tiêu dùng liệu cần thông tin lái xe Các chủ xe tạo thông tin lái xe lái xe, nhận lại mã thông báo CUBE CUBE số hóa thơng tin liên kết thành blockchain Người tiêu dùng liệu cần thông tin cung cấp dịch vụ để đổi lấy mã thông báo CUBE Khi ô tô tạo thông tin, tất nút gửi, sử dụng nhận Ơ tơ trao đổi liệu họ dạng nút người tiêu dùng liệu cần thông tin cung cấp dịch vụ khác nhận mã thông báo Người tiêu dùng thông tin công ty ô tô bảo hiểm trả tiền cho nhà cung cấp thơng tin giao thông cách sử dụng mã thông báo CUBE CUBE công nghệ quan trọng để thương mại hóa; áp dụng blockchain để bảo mật xe thơng minh có hệ thống tốn phần thưởng sử dụng tiền điện tử Sử dụng mã thông báo CUBE, người ta nhận dịch vụ chi nhánh CUBE trạm xăng, đại lý xe hơi, cửa hàng sửa chữa công ty bảo hiểm, cơng ty liên kết cung cấp dịch vụ giảm giá, bảo dưỡng xe, giảm giá mua xe, lợi ích bảo hiểm tệ nạn hồn tiền CUBE thơng báo cơng nghệ tảng bảo mật xe tự hành dựa blockchain phát hành vào năm 2019 Chìa khóa tảng bảo mật xe tự hành công nghệ đảm bảo niềm tin cách sử dụng blockchain CUBE sử dụng cơng nghệ blockchain để đảm bảo tính bảo mật mạng khơng dây tự động Thuật tốn CUBEs áp dụng công nghệ blockchain đề xuất Dorri cộng sự, chế multisig, mà không tiết lộ thông tin cá nhân người dùng phương tiện để cung cấp cập nhật phần mềm từ xa không dây dịch vụ xe khác 3.3.4 Sử dụng trường hợp giải vấn đề gián đoạn giao lộ cho xe tự hành Gián đoạn trạng thái mà khơng có hoạt động tiến triển Xe tơ tự lái đàm phán quyền trước qua giao lộ mà khơng có tín hiệu giao thơng (trên sở đến trước phục vụ trước), xe đến giao lộ trước tiên vượt qua ưu tiên Nếu bốn xe tự hành đến ngã tư bốn chiều gần đồng thời, khơng tiến hành xác định mức độ ưu tiên, dẫn đến gián đoạn giao lộ với tín hiệu giao thơng Một hệ thống quản lý giao thơng hợp tác cho phép hiệu suất cao giao lộ; nhiên, gây chi phí đáng kể khơng hiệu hầu hết giao lộ khơng có tín hiệu giao thơng đặt khu vực giao thông thấp.Kim Singh đề xuất công nghệ blockchain dựa điểm tin cậy cho phương tiện thông minh, giải pháp cho kịch gián đoạn Như thể Hình 3,bốn phương tiện, cụ thể IV-1, IV-2, IV-3 IV-4 tiếp cận giao lộ Khi phương tiện đến ngã tư, họ phát tín hiệu họ Một đồng thuận thực liên quan đến xe dấu thời gian sớm liên quan đến khối nên di chuyển trước Sau đó, thủ tục tương tự tuân theo cho ba xe khác (có thể nhiều hơn) Và Hình cho thấy ví dụ kịch giao cho IV-1, IV-2, IV-3 IV-4 giao lộ 10:06, 10:02, 10:04, 10:03 IV-2 băng qua giao lộ trước, sau đạt đồng thuận 11 IV-2 IV-1 10:02 10:03 IV-3 10:06 IV-4 10:04 trust network Hình 3: Ví dụ bế tắc ngã tư giao thơng khơng có tín hiêu (trên sở đến trước phục vụ trước) cho xe tự hành CHƯƠNG 4: THÁCH THỨC VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI CỦA BLOCKCHAIN TRONG XE THƠNG MINH Cơng nghệ Blockchain đạt động lực tạo hội cho ngành công nghiệp ô tô ICT để gỡ rối mối đe dọa an ninh mạng tiềm tàng phương tiện kết nối thông minh; làm - bao giờ, số thách thức nằm phía trước Trong nhiều ứng dụng thử nghiệm lĩnh vực khác nhau, số vấn đề chưa giải ngăn cản tuyên bố cơng nghệ chuỗi khối có tính tồn vẹn hồn hảo điều kiện môi trường thực Thách thức giao thức đồng thuận blockchain Bitcoin, Ethereum, Ripple Tendermint nút tham gia đầy đủ mạng phải xử lý giao dịch Hãy nhớ lại nút mạng xử lý giao dịch trì toàn trạng thái Mặc dù chế đồng thuận phân cấp cung cấp số lợi ích quan trọng, chẳng hạn khả chịu lỗi đảm bảo mạnh mẽ an ninh, trung lập trị tính xác thực, kèm với chi phí khả mở rộng 4.1 Vấn đề thách thức Blockchain cho xe thông minh Công nghệ Blockchain bước đột phá an ninh mạng, đảm bảo mức độ bảo mật, tính khả dụng bảo mật liệu cao Tuy nhiên, phức tạp cơng nghệ gây khó khăn cho phát triển sử dụng giới thực Để đưa blockchain đến phương tiện kết nối thông minh, mệnh giá đám mây xe cần phải vượt qua số thách thức kỹ thuật khả lưu trữ lưu trữ xe hạn chế nhiều yếu tố khác Năm thách thức xác định giải thích sau: 12 Khả mở rộng: Mở rộng blockchain thách thức biết lĩnh vực nghiên cứu tích cực vài năm Khả mở rộng mối quan tâm kiến trúc blockchain cho phương tiện thơng minh, xe tự lái có lượng hạn chế dung lượng lưu trữ ngân sách lượng để làm việc cho nút khai thác sổ phân tán Trong chế blockchain truyền thống, nút tiêu thụ sức mạnh đáng kể để khai thác máy chủ lưu trữ liệu yêu cầu lưu trữ vĩnh viễn liệu chia sẻ sổ phân tán, gần thực môi trường xe Một độ phân giải tiềm lưu định kỳ liệu xe vào nhớ lưu bên Tuy nhiên, việc quản lý kích thước liệu ngày tăng sổ chia sẻ gánh nặng trường hợp sử dụng thực tế Một giải pháp khác để giữ cho mạng nhẹ sử dụng dịch vụ lưu trữ phi tập trung Swarm Swarm giao thức chia sẻ tệp ngang hàng cho Ethereum cho phép bạn lưu trữ mã ứng dụng liệu khỏi blockchain (MB) nút, kết nối với blockchain Ethereum sau trao đổi liệu blockchain Tiền đề thay nút lưu trữ thứ blockchain, chúng lưu trữ liệu yêu cầu thường xuyên địa để lại liệu khác "đám mây" thông qua Swarm Kết là, tất giao thức đồng thuận blockchain công khai hoạt động theo cách phi tập trung làm cho đánh đổi giao dịch thấp thông qua đặt mức độ tập trung cao Nói cách khác, kích thước blockchain tăng lên, yêu cầu lưu trữ, băng thông sức mạnh tính tốn theo u cầu việc tham gia đầy đủ vào mạng tăng lên Tại số thời điểm, trở nên đủ khó sử dụng khả thi cho vài nút để xử lý khối dẫn đến nguy tập trung hóa Để mở rộng quy mô, giao thức blockchain phải phát triển chế để giới hạn số lượng nút phân tích cú pháp cần thiết để xác thực giao dịch, mà không làm niềm tin công việc rịng giao dịch hợp lệ Nghe đơn giản, khó theo quan điểm cơng nghệ Kim cộng đề xuất blockchain dựa chi nhánh bao gồm blockchain động cục (LDB) MB kích hoạt với điểm tin cậy xe thông minh a) Local dynamic M blockchains M1 MN–1 Record unusual events Main blockchain unlimited storage LDB1 with N elements M… MN M2 Join LDB1 M… Exit LDB3 M1 LDB4 with LDB3 with N elements LDB2 with N elements MN M… N MN M1 M… M… M1 M2 M… M2 13 Hình 4: Cơng nghệ Blockchain với khối động cục khối chinhd cho V2X Hình cho thấy công nghệ blockchain với Khối động địa phương Khối cho giao tiếp V2X Kim cộng đề xuất LDB với kiến trúc hàng đợi tròn lưu trữ liệu tạm thời cục chia sẻ khu vực địa phương Nếu kích thước liệu vượt dung lượng nhớ LDB, liệu đến bị ghi đè Nếu LDB nhận liệu kiện bất thường (không phải kiện thông thường), LDB chuyển tiếp liệu sang MB để lưu trữ vĩnh viễn LDB phân nhánh hợp tùy thuộc vào lưu lượng liệu khối lượng công việc cần thiết để xử lý thời gian thực Hình 5: Phân nhánh hợp hoạt động Blockchain động cục bộ, LDB0 chia nhỏ phần tử Kth khối thành LDB1 14 Hình cho thấy hoạt động phân nhánh hợp blockchain động cục Nếu chi nhánh LDB, LDB gốc chia thành hai nhánh Hơn nữa, hai nhánh hợp nhất, hai nhánh mẹ phải chứa khối cấp độ Tốc độ giao dịch sức mạnh tính tốn: Để thêm giao dịch mới, đồng thuận người tham gia mạng phải ghi lại sổ phân tán blockchain Tuy nhiên, chế đồng thuận blockchain thực chưa cung cấp cải tiến đáng kể cho gian đồng thuận để đóng gói khối 10 phút cho chứng công việc (đối với Bitcoin) 17 giây cho chứng cổ phần (đối với Ethereum) Ngược lại, thời gian xác nhận trung bình Bitcoin khoảng 250 phút; thời gian dài ghi nhận, vào tháng năm 2018, 2500 phút (khoảng 42 giờ) Những đồng thuận có chậm để phương tiện thông minh ghi lại thông điệp phương tiện thời gian thực Hơn nữa, nút khai thác tiêu thụ sức mạnh tính tốn đáng kể Để giải rào cản tốc độ ngân sách lượng, số cách tiếp cận mới, sáng tạo phải giới thiệu để cải thiện đặc điểm blockchain thiết yếu Dung lượng xử lý giao dịch lý thuyết tối đa nút Ethereum 1000 giao dịch giây Thật không may, thông lượng thực tế "giới hạn khí" Ethereum, trung bình khoảng 6,7 triệu khí cho khối Do đó, "giới hạn khí" cho khối xác định có giao dịch phù hợp với khối dựa giới hạn khí định giao dịch khối Tương tự, Bitcoin, có giới hạn lý thuyết 4000 giao dịch giây, có giới hạn cứng khoảng bảy giao dịch giây cho giao dịch chuyển đổi nhỏ ba giao dịch giây cho giao dịch phức tạp Thật không may, khơng có giải pháp giải hồn hảo vấn đề tốc độ giao dịch sức mạnh tính tốn Cả hai giải pháp nhằm mục đích giải vấn đề cụ thể Bitcoin, blockchain Bitcoin có giới hạn cứng tích hợp MB khối, giới hạn số lượng giao dịch thêm vào khối Do đó, Bitcoin phải đối mặt với chậm trễ (đôi hàng chí vài ngày) việc xử lý xác nhận giao dịch thời gian Tương tự, lưu ý phần trước, Ethereum phải đối mặt với hạn chế khả mở rộng quy mô c) Bảo mật so với minh bạch: Mặc dù có tính tuyệt vời công nghệ blockchain, nhiều quan quản lý bị thách thức loại liệu nên nằm gờ phân tán Nhiều người cảm thấy thông tin mã hóa quản lý khóa cơng khai riêng tư nên hỗ trợ thơng tin bí mật lưu trữ blockchain Trong mơ hình phi tập trung, tất bên chia sẻ thông tin Không nên lưu trữ liệu hợp đồng riêng tư hồ sơ phân tán, mã hóa cách khác Sổ chia sẻ phải chứa thông tin tối thiểu, giải thích người có nhu cầu quyền biết, cho phép thơng báo, đồng hóa xác nhận Để bảo mật, liệu bí mật nhạy cảm nên nằm blockchain cung cấp thêm lớp bảo mật với ghi bất biến b) 15 d) Quyền riêng tư: Từ góc độ bảo mật, nhà nghiên cứu phát triển kỹ thuật khác nhắm vào mối quan tâm quyền riêng tư tập trung vào liệu cá nhân Các phương pháp ẩn danh liệu cố gắng bảo vệ thông tin nhận dạng cá nhân Nghiên cứu gần chứng minh cách liệu ẩn danh sử dụng kỹ thuật hủy ẩn danh, chí đưa lượng nhỏ điểm liệu liệu chiều cao Mặc dù thường sử dụng thuật ngữ "bảo mật" "quyền riêng tư" thay đổi sống hàng ngày chúng ta, chúng thuật ngữ khác biệt với quan điểm pháp lý Chúng thường sử dụng thuật ngữ bảo mật bối cảnh bảo vệ liệu ( ví dụ: chi tiết giao dịch, số dư tài khoản ví nội dung hợp đồng) từ bên thứ ba trái phép Chúng sử dụng thuật ngữ quyền riêng tư để đề cập đến bảo vệ khỏi xâm nhập vào danh tính người tham gia blockchain bên tham gia giao dịch • Quyền sở hữu liệu: Nó tập trung vào việc đảm bảo người dùng sở hữu kiểm soát liệu cá nhân họ Do đó, hệ thống cơng nhận người dùng chủ sở hữu liệu dịch vụ khách có quyền ủy quyền • Minh bạch liệu khả kiểm tốn: Mỗi người dùng có độ suốt hoàn toàn liệu thu thập cách họ truy cập e) Giao thông mặt đất/ Khơng gian mạng đồng hóa tồn cầu: Tích hợp liền mạch mạng lưới xe cộ địa phương tảng lưu trữ phân tán toàn cầu đặt nhiều thách thức tất khối xây dựng không đồng phụ thuộc chúng vào sở hạ tầng yếu tố phần mềm Giao thông mặt đất địa hóa, blockchain khơng gian mạng tồn cầu Các giao dịch cục không cần phải chia sẻ sổ phân phối toàn cầu, điều làm giảm lưu lượng liệu không cần thiết Vấn đề địa phương sổ đồng hóa tồn cầu giải cách tập trung vào khía cạnh tập trung vào liệu mạng truyền thông xe cộ Việc phát bất thường công mạng cho khu vực khác bằng chứng lái xe giải pháp tiềm Mặc dù cơng nghệ blockchain áp dụng cho hầu hết doanh nghiệp, ngành công nghiệp xe thông minh gặp khó khăn tích hợp Ví dụ, việc sử dụng cơng nghệ hệ thống đám mây xe khó khăn, tốn thời gian để chép mạng xe dạng blockchain tinh chỉnh chúng Các ứng dụng Blockchain u cầu thay hồn tồn hệ thống có; đó, bên kinh doanh nên xem xét điều trước triển khai công nghệ blockchain 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO E.B Hamida, K.L Brousmiche, H Levard, E Thea, in: Blockchain for enterprise: overview, opportunities and challenges, International Conference on Wireless and Mobile Communications, 2017 [2] G Zyskind, O Nathan, in: Decentralizing privacy: using blockchain to protect personal data, IEEE Security and Privacy Workshops, 2015, pp 180–184 [3] Z Zheng, S Xie, H.N Dai, H Wang, Blockchain challenges and opportunities: a sur- vey, Int J Web Grid Serv (2016) [4] N Kshetri, Blockchain’s roles in strengthening cybersecurity and protecting privacy, Telecommun Policy 41 (2017) 1027–1038 [5] C Mauro, C Lal, S Ruj, A Survey on Security and Privacy Issues of Bitcoin, arXiv:1706.00916, 2017 [6] A.G Simpson “Toyota, MIT Lab Eye Using Blockchain in Insurance Rating of Driver- less and Shared Vehicles” https://www.insurancejournal.com/author/andrew-simpson, last visited March 2018 [1] 17 ... mật mã bất đối xứng 3.3 Triển khai /Ứng dụng Blockchain cho xe thông minh Trong phần này, thảo luận số nghiên cứu di? ??n việc triển khai ứng dụng blockchain cho phương tiện thông minh Một số tổ chức... minh CHƯƠNG 3: MẠNG LƯỚI TIN CẬY DỰA TRÊN BLOCKCHAIN GIỮA CÁC PHƯƠNG TIỆN THÔNG MINH 3.1 Đánh giá mang lưới tin cậy dựa Blockchain hoạt động 3.2 Mạng lưới tin cậy. .. tư Trong chapter này: xem xét môi trường mạng kết nối xe thông minh vấn đề phương pháp xây dựng mạng tin cậy dựa blockchain xe thơng minh Trình bày trường hợp sử dụng blockchain phương tiện thông