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车联网是物联网技术在智慧城市交通领域中的典型应用。车联网通过车辆网络动态的收集、分发和处理数据,利用无线通信方式共享信息,实现车与车、车与路、车与人、车与其他基础设施之间的信息交互,使汽车与城市网络相互连接。然而,在车联网中,车辆节点网络拓扑变化快,并且移动受城市道路限制,传统网络中的路由协议及安全机制不再适用于车联网,制约了车联网的发展。因此,为车联网提供高效的路由协议及安全机制越来越重要,并成为车联网研究领域中学术界和工业界关注的关键问题。本文针对车联网中传统路由协议数据分发效率低、易受虚假信息攻击、信任度评估不可靠等问题进行了研究,具体研究工作如下。
1)针对传统路由协议中存在的数据分发效率低的问题,在GPSR路由协议的基础上,提出了一种基于地理位置的机会路由机制。通过将GPSR协议中的贪婪周边转发算法与多副本转发机制相结合,源车辆节点根据邻居车辆节点位置信息进行多播转发,选择下一跳中继车辆节点,从而提高数据分发的投递率;同时为了防止多类紧急事故同时转发问题,造成中继车辆节点缓冲区堵塞,又提出了优先级评判算法和缓冲区满替代准则,采取不同的策略进行紧急事故信息转发,从而实现了紧急事故信息优先转发的目的。
2)针对车联网中存在的虚假信息攻击问题,提出了基于重复博弈的恶意车辆节点检测方法。根据车辆在信息交互中的行为建立重复博弈模型,并利用生成的车辆节点收益计算出信任值与动态阈值,经二者比较,筛选出可疑的恶意车辆节点;为提高检测恶意车辆节点的准确率,采取权值投票算法从可疑的恶意车辆节点中判定出恶意车辆节点。最后,为了促进车辆节点之间的合作,选取最优下一跳车辆节点进行信息传递。
3)针对信任评估算法中信任度评估不可靠问题,提出了一种基于雾计算的信任评估算法。该算法根据车辆节点信息交互行为、时间衰减函数、距离衰减函数和区域影响函数计算信任度和可靠度,并利用生成的可靠度判定车辆节点权重,进而求解下一跳车辆节点的全局信任;当转发车辆节点周边存在多个下一跳车辆节点时,采用最高信任优选算法选择全局信任最高的车辆节点进行信息交互;此外,为了实现该信任评估算法采取雾计算技术,在网络边缘求解出车辆节点全局信任,以降低端到端传输时延。
1)针对传统路由协议中存在的数据分发效率低的问题,在GPSR路由协议的基础上,提出了一种基于地理位置的机会路由机制。通过将GPSR协议中的贪婪周边转发算法与多副本转发机制相结合,源车辆节点根据邻居车辆节点位置信息进行多播转发,选择下一跳中继车辆节点,从而提高数据分发的投递率;同时为了防止多类紧急事故同时转发问题,造成中继车辆节点缓冲区堵塞,又提出了优先级评判算法和缓冲区满替代准则,采取不同的策略进行紧急事故信息转发,从而实现了紧急事故信息优先转发的目的。
2)针对车联网中存在的虚假信息攻击问题,提出了基于重复博弈的恶意车辆节点检测方法。根据车辆在信息交互中的行为建立重复博弈模型,并利用生成的车辆节点收益计算出信任值与动态阈值,经二者比较,筛选出可疑的恶意车辆节点;为提高检测恶意车辆节点的准确率,采取权值投票算法从可疑的恶意车辆节点中判定出恶意车辆节点。最后,为了促进车辆节点之间的合作,选取最优下一跳车辆节点进行信息传递。
3)针对信任评估算法中信任度评估不可靠问题,提出了一种基于雾计算的信任评估算法。该算法根据车辆节点信息交互行为、时间衰减函数、距离衰减函数和区域影响函数计算信任度和可靠度,并利用生成的可靠度判定车辆节点权重,进而求解下一跳车辆节点的全局信任;当转发车辆节点周边存在多个下一跳车辆节点时,采用最高信任优选算法选择全局信任最高的车辆节点进行信息交互;此外,为了实现该信任评估算法采取雾计算技术,在网络边缘求解出车辆节点全局信任,以降低端到端传输时延。