2023年5月JournalonCommunicationsMay2023第44卷第5期通信学报Vol.44No.5基于双层分片区块链的车联网跨信任域高效认证方案刘雪娇1，钟强1，夏莹杰2（1.杭州师范大学信息科学与技术学院，浙江杭州311121；2.浙江大学计算机科学与技术学院，浙江杭州310027）摘要：为解决车联网跨信任域消息认证中拓展性差、认证信息同步慢和认证开销大的问题，提出了基于双层分片区块链的车联网跨信任域高效认证方案。设计了一种面向大量跨信任域消息认证的双层分片区块链架构，通过在全域不同实体层级上构建区块链，提升系统的拓展性，确保跨域信息安全高效的共享；提出了一种基于Metis图划分算法的车联网区块链分片方法，通过均衡各分片的负载，适应车联网中各路段认证信息不均的情形，提高大量认证信息上链同步的效率；提出了基于无证书公钥密码的跨域批量认证方案，实现对不同信任域消息的批量认证，降低了跨域消息的认证开销。实验表明，所提方案有效地提升了跨信任域消息的认证效率，相比于其他方案，在大量跨域消息认证上降低了26.4%以上的计算开销。关键词：车联网；批量认证；跨信任域；分片区块链；高效中图分类号：TN92文献标志码：ADOI:10.11959/j.issn.1000−436x.2023080Efficientauthenticationschemeforcross-trustdomainofIoVbasedondouble-layershardblockchainLIUXuejiao1,ZHONGQiang1,XIAYingjie21.SchoolofInformationScienceandTechnology,HangzhouNormalUniversity,Hangzhou311121,China2.CollegeofComputerScienceandTechnology,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,ChinaAbstract:Tosolvetheproblemsofpoorscalability,slowsynchronizationofauthenticationinformation,andhighau-thenticationoverheadincross-trustdomainmessageauthenticationintheInternetofvehicles(IoV),anefficientauthen-ticationschemeforcross-trustdomainofIoVbasedonadouble-layershardblockchainwasproposed.Adouble-layershardblockchainarchitecturewasdesignedforlotsofcross-trustdomainmessageauthenticationbyconstructingblock-chainsondifferententitylevelsinalldomainstoimprovethescalabilityofthesystemandensuresecureandefficientsharingofcross-domaininformation.AblockchainshardingmethodbasedontheMetisgraphpartitioningalgorithmforIoVwasproposedtobalanceloadsofeachshardandadapttotheunevendistributionofauthenticationinformationon...
