利用区块链技术确保电动汽车车对网（VANET）中的数据安全交换，以支持智能电网应用

《Scientific Reports》：Secure data exchange in electric vehicle VANETs using blockchain for smart grid applications

　　

摘要

随着智能电网基础设施将车辆自组织网络（VANET）集成到电动汽车（EV）中，安全、低延迟且防篡改的数据传输在高度动态的节点之间变得越来越重要。由于传统的集中式设计和基于公钥基础设施（PKI）的方案无法应对高移动性、不稳定的信任关系以及分散的网络攻击，电网的稳定性和实时能源协调受到威胁。本文提出了BlockEV-VANET-SGX，这是一种基于区块链的安全数据交换框架，专为支持VANET的电动汽车（EV）智能电网应用设计。该框架采用联盟区块链，并结合了受实际拜占庭容错（PBFT）启发的共识机制、轻量级的椭圆曲线密码学（ECC）以及基于智能合约的访问控制机制来克服这些限制。为了降低共识开销并最大化验证节点的选择范围，系统采用了分层聚类技术和考虑移动性的信任评估函数。得益于哈希链接的交易结构及Merkle树验证机制，数据具有不可篡改性且易于审计。对比实验表明，BlockEV-VANET-SGX框架在减少延迟、提升吞吐量、增强抗攻击能力以及计算效率方面均优于基线方法。研究结果表明，BlockEV-VANET-SGX是一种加密安全、去中心化且高度可靠的架构，能够显著改善下一代电动汽车的智能电网生态系统。