摘要
车载自组织网络在信任管理、隐私保护以及可扩展性方面面临诸多挑战，尤其是在5G技术被集成到智能交通系统中之后。传统的集中式信任模型存在单点故障风险，同时还会带来隐私问题，从而威胁网络安全与用户的匿名性。本文提出了一种全新的去中心化信任模型，该模型借助区块链技术、星际文件系统以及后量子加密算法来克服这些缺陷。我们设计的TrustChain-VANET框架采用了多种先进的隐私保护加密技术，包括阈值加密和同态加密；为提升可扩展性而采用地理分片技术；同时还运用了边缘计算辅助的共识机制。性能测试结果显示，该框架在多个方面都有显著提升：认证延迟降低了40%（从150–300毫秒降至90–120毫秒），恶意节点检测率提升了90%，交易处理能力提高了300%（从2000–2150 TPS提升至更高水平），而且其可扩展性得到了极大增强，最多可支持5000个节点。该系统能够与5G网络的多种切片技术（URLLC、eMBB、mMTC）无缝整合，同时通过CRYSTALS-Dilithium、KYBER和FALCON等算法确保具备抗量子攻击的能力。此外，研究还全面分析了实际应用中面临的种种问题，比如车载单元的计算限制、标准缺失以及能效问题。测试结果表明，这种去中心化的解决方案能够为新一代车载网络提供强大的安全性、更出色的隐私保护功能以及更好的可扩展性，因此非常适合大规模的智能交通系统部署。本研究的主要贡献在于打造了一个统一的TrustChain-VANET框架。该框架将基于区块链的信任管理、由IPFS提供的存储支持、5G网络切片技术、移动边缘计算技术、地理分片技术以及后量子加密机制整合到同一个架构中，专为新一代车载自组织网络设计。虽然这些技术在过去的研究中曾被单独探讨过，但本研究则提供了一个综合性的框架，用于分析它们之间的互操作性，识别集成过程中可能出现的难题，并评估它们对智能交通系统中的信任管理、可扩展性、隐私保护以及部署可行性所带来的综合影响。
