一种用于高速公路上防车辆连环碰撞的V2V广播协议

目前,V2V网络主要通过周期性广播紧急预警消息(emergency warning message,EWM)来解决高速公路上经常发生的连环碰撞事件,但是周期性广播EWM容易产生广播风暴,造成大量消息的传输失败和传输延时,从而影响了预警网络的可靠性和效率.通过研究V2V网络中的各种无线广播协议,提出了一种用于高速公路上防止车辆连环碰撞的广播协议.协议在方向性广播的基础上,通过发送ACK帧选择广播车辆并由广播车辆负责广播EWM来解决广播协议中的EWM冗余问题.仿真实验表明:协议能有效地控制EWM的冗余问题,提高EWM传输的可靠性并降低传输延时.     

车联网中beacon消息传输频率研究

车联网(VANETs)提供车与车之间的车间通信(V2V)和车与路旁设施(V2I)间的通信.VANETs中存在两类消息:beacon消息和安全消息.车辆周期地交互车辆的beacon消息,仅在紧急情况下才广播安全消息;而beacon消息的传输频率受多个因素影响.为此,提出基于模糊逻辑的自适应beacon传输频率方案,利用模...     

移动自组网络中采用连通支配集的有效广播技术

广播是移动自组网络(MANET)中的一种常用操作.许多移动自组网络的按需路由协议依赖于它来发现任意两个节点之间的路径.广播也是许多MANET应用中发布信息的重要手段.实现广播的直接途径是洪泛(flooding).然而,在没有有效的控制机制下,洪泛将带来严重的消息冗余、传输冲突和碰撞问题.基于图论中的连通支配集(CDS)概念,提出了一种有效的广播途径.它能较大地减小消息的冗余度,同时保持了洪泛的优点.模拟结果表明,提出的广播途径优于一个基于CDS的分布式算法和一个基于簇(cluster)的途径.     

快速响应的高效多值拜占庭共识方案

由于网络设备的增多和传输环境的不确定性,消息时延同样具有不确定性,异步共识协议发挥出更多优势.Miller等于2016年提出第一个异步共识协议HoneyBadgerBFT,但其在实现高吞吐量的同时传输效率依然可以再优化.针对HoneyBadgerBFT中的广播协议进行改进,减少广播过程中的消息复杂度,同时增加可选的消息...     

基于密度和距离的多跳广播转发节点选择方案

多数车联网VANET(Vehicular Ad Hoc Network)的安全应用均采用多跳广播方式分发安全消息。现已提出了许多的多跳广播转发节点选择方案,但它们以减少转发节点数为目的。为此,提出基于密度和距离的多跳广播转发节点选择方案DDBFS(Density-Distance based multi-hop Broadcast Forwarder Selection scheme),记为DDBFS。DDBFS方案主要解决两个问题：密集区域的冗余广播和稀疏区域的高的传输时延。在提出的DDBFS方案中,节点在决策是否转播接收的消息前,依据距离和网络密度设置定时器,一旦定时完毕,且在定时期间,没有其他节点转发该消息,该节点就成为下一跳转发节点。仿真结果表明,与现有的方案相比,提出的DDBFS协议在重播次数和传输时延性能得到显著提高。在密集区域,消息重播次数下降了约57%,在稀疏区域,传输时延缩短了约82%。     

车联网VANETs中一种分发紧急消息的广播方案

车载网VANETs中的车间通信V2V能够实现车间紧急消息的传递。然而,传统的广播算法采用RTB和CTB握手机制,同时在传递消息后,还需确认ACK环节,降低了紧急消息传递速度、增加了传输时延。为此,提出了一种广播紧急消息的新型算法。该算法利用数据包的信噪比SNR和节点位置坐标信息计算最大竞争窗口,再在最大竞争窗口内随机选择一个时隙用于转发紧急消息,避免了RTB/CTB握手机制。当源节点收到重播的紧急消息,表明紧急消息已成功传到下一节点,将其作为抑制源节点再广播紧急消息指标,避免了ACK确认环节,从而提高了紧急消息的传播效率和速度,降低了传输时延。     

车联网中基于模糊逻辑处理的多跳广播协议

多跳广播是车联网中告警消息传播的关键技术之一。在真实环境下,由于车辆的高速移动、网络信号不稳定等若干因素容易造成大量失真数据。现有的多跳广播协议在选择中继转发节点时,往往忽略了失真数据所带来的不良影响,从而导致其实际广播应用效果不佳。综合考虑交通环境下无线网络信号的可靠性、消息传输的实时性及道路交通状况信息,提出了一种基于模糊逻辑处理的广播协议(MBOF),该协议首先采用模糊逻辑选择中继节点,提高广播机制的容错能力,确保告警消息的定向传输,然后通过使用候补转发机制来降低告警消息丢失率。实验结果表明,MBOF协议在容错能力上较相关协议有较大提高。     

BDNC:基于网络编码的车载网商业消息传输协议

通常采用网络编码技术提高VANETs中商业应用的带宽利用率。然而,网络编码会引入额外的消息传输时延,这就存在带宽利用率和消息传输时延的权衡问题。为此,针对车载商业应用中的消息传输,提出了面向带宽和基于网络编码时延的消息传输协议(BDNC)。当两个源节点同时向同一区域广播消息时,转发节点(Relay)就利用网络编码技术降低重播次数和带宽消耗。当转发节点接收到消息时,它有两个选择:等待编码机会,节省带宽;或直接转发消息,降低时延。BDNC采用了两个不同的时延控制策略:缓冲区域控制(BSC)策略和时间控制(TCS)策略,以降低传输消息每一跳的时延和提高带宽利用率。仿真结果表明,两个策略较好地控制时延,且带宽利用率提高了38%。     

面向安全应用消息传输的异构网络选择算法

为了实现异构车联网中安全应用消息的低时延高可靠传输,针对基于DSRC/LTE的异构车联网,设计了一种面向安全应用消息传输的网络选择算法。该算法从安全应用消息传输服务质量(quality of service,QoS)需求出发,综合考虑了安全应用消息传输QoS的多项参数指标,包括端到端时延、丢包率、传输速率。算法首先利用层次分析法计算出安全应用消息传输QoS各个参数的权重值,然后分析了各个候选网络支持安全应用消息传输QoS的能力,最后确定了安全应用消息传输QoS的满意度。采用双向耦合、实时交互的车联网仿真平台Veins LTE对面向安全应用消息传输QoS的网络选择算法进行了仿真实现和性能验证。仿真结果表明,面向安全应用消息传输的网络选择算法可以根据安全应用消息传输的不同QoS需求,合理地分配网络资源。一方面,与仅使用已经实现的QoS-oriented TDMA协议相比,同时使用QoS-oriented TDMA协议和面向安全应用消息传输的网络选择算法的异构车联网,在高速场景和市区场景中安全应用消息的接收概率分别提高了13.7%和10.4%,传输时延分别减少了8.6%和11.5%。另一方面,面向安全应用消息传输的网络选择算法在高速场景和市区场景中,与匹配博弈网络选择算法相比,安全应用消息的接收概率分别提高了11.6%和7.5%,传输时延分别减少了13.2%和15.3%。     

不经意传输协议研究综述

在互联网快速发展、大数据的挖掘与应用已渗透到各行各业的今天, 如何安全且高效地共享、使用海量数据成为新的热点研究问题. 安全多方计算是解决该问题的关键技术之一, 它允许一组参与方在不泄露隐私输入的前提下进行交互, 共同计算一个函数并得到输出结果. 不经意传输协议, 也叫茫然传输协议, 是一种保护隐私的两方通信协议, 消息发送者持有两条待发送的消息, 接收者选择一条进行接收, 事后发送者对接收者获取哪一条消息毫不知情, 接收者对于未选择的消息也无法获取任何信息. 不经意传输协议是安全多方计算技术的关键模块之一, 其效率优化可有效推动安全多方计算技术的应用落地, 对于特殊的两方安全计算协议如隐私集合交集计算尤为重要. 总结了不经意传输协议的分类及几种常见的变体, 分别阐述了基于公钥密码的不经意传输协议的构造和研究进展, 以及不经意传输扩展协议的构造和研究进展, 由此引出不经意传输扩展协议的效率优化研究的重要性. 同时, 在半诚实敌手和恶意敌手这两种敌手模型下, 分别对不经意传输协议和不经意传输扩展协议的效率优化研究进展进行了全面梳理. 另一方面, 从应用角度对不经意传输协议和不经意传输扩展协议在工程实现中常用的优化技术进行了系统化分析. 最后, 总结了不经意传输协议和不经意传输扩展协议研究目前所面临的主要问题及未来发展趋势.     

RSU-based message authentication for vehicular ad-hoc networks

Message authentication that ensures a message is genuine and verifies the source of the sender is a key issue in vehicular ad hoc networks (VANETs). Because messages may provide life-critical traffic information or emergency messages transmitted by unfamiliar sources. Because the vehicle in a VANET transmits messages in real-time in a high-mobility environment, traditional PKI security schemes are not suitable for VANET. The use of roadside units (RSUs) makes message authentication in VANET easy, but it also causes two problems and needed to be solved: how to authenticate messages transmitted between two different RSU ranges, and how to hand off messages for the vehicles moving across different RSU communication ranges. This paper proposes a comprehensive message authentication scheme that enables the message authentication within intra and between inter RSU ranges and hand-off between different RSUs. The proposed scheme balances the overhead for computation and communication with security against attacks. Efficiency analysis and comparison with related works demonstrate that the proposed scheme is a superior message authentication method for VANET.     

基于车载自组织网络的紧急报文传输方法

针对车载自组网中信息传输时延问题进行了研究,提出一个紧急报文的传输方法。通过Netfilter架构截取得到报文的数据信息,利用Linux虚拟设备重新组装安全警告信息报文,直接指向物理网卡发送给目的终端。传输过程减少了传统的缓存等待时间和TCP/IP对等层的额外开销,结果表明在传输过程中有效降低了传输时延,提高了车辆的行驶安全。     

Fuzzy-Based Secure Clustering with Routing Technique for VANETs

Due to the advanced developments in communication technologies, Internet of vehicles and vehicular adhoc networks (VANET) offers numerous opportunities for effectively managing transportation problems. On the other, the cloud environment needs to disseminate the emergency message to the vehicles which are consistently distributed on the roadway so that every vehicle gets the messages from closer vehicles in a straightforward way. To resolve this issue, clustering and routing techniques can be designed using computational intelligence approaches. With this motivation, this paper presents a new type-2 fuzzy sets based clustering with metaheuristic optimization based routing (T2FSC-MOR) technique for secure communication in VANET. The T2FSC-MOR technique aims to elect CHs and optimal routes for secure intercluster data transmission in VANET. The proposed model involves T2FSC technique for the selection of CHs and construction of clusters. The T2FSC technique uses different parameters namely traveling speed (TS), link quality (LQ), trust factor (TF), inter-vehicle distance (IVD), and neighboring node count (NCC). The inclusion of trust factor helps to select the proper cluster heads (CHs) for secure data dissemination process. Moreover, trust aware seagull optimization based routing (TASGOR) approach was derived for the optimal selection of routes in VANET. In order to validate the enhanced performance of proposed technique, the set of simulations take place and the outcomes are examined interms of different measures. The experimental outcomes highlighted the improved performance of the proposed model over the other state of art techniques with a higher throughput of 98%.     

基于车辆自组网络的分布式自主导航系统

针对交通拥堵和道路安全问题,在车载自组网路由协议改进和实现的基础上,提出一种基于车辆自组网络的分布式智能交通服务系统,实现邻域动态路况展示、突发交通事故预警和交通图片视频信息分发等自主交通导航服务。与传统后台计算动态交通服务实现方式相比,车辆自组网能较好地发挥其在车辆问直接交互交通、安全、娱乐等实时信息的优势。     

An adaptive and opportunistic broadcast protocol for vehicular ad hoc networks

A primary goal of broadcasting in vehicular ad hoc network (VANET) is to improve the road safety by transmitting alert messages to all surrounding vehicles as soon as possible. In this paper, we adopt the concept of opportunistic routing and propose a multiple candidate relays opportunistic broadcast (MCROB) protocol for VANET. The MCROB protocol is a sender-driven broadcast scheme independent of node density. The packet delivery ratio (PDR) is derived and an expected transmission speed (ETS) for the MCROB is proposed. A priority rule for selecting a proper candidate relay and an adaptive algorithm for forwarding timers of candidate relays are also presented in this paper. Simulations show that MCROB is adaptive to the rapid changing of network conditions. It keeps a low communication overhead introduced by the broadcast and increases the average transmission speed by around 40%.     

车载自组织网络基于簇的协作MAC协议研究

随着无线通信技术的发展,车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)已经成为一个新型的研究领域。针对VANET中车辆行驶的特征以及车辆间安全信息传输严格的时延限制和高可靠性要求,提出了一种基于簇的协作MAC(CCB-MAC)协议用于安全信息的传输。当在广播期间节点没有接收到安全信息时,被选择的辅助节点重传先前侦听到的安全信息到目的节点,并且重传是在未被预留的时隙中进行的,这将不会中断正常的传输。数值分析和仿真结果表明,CCB-MAC明显提高了安全信息传输成功的概率,降低了传输时延和丢包率。     

车用自组织网络传输控制研究

车用自组织网络--VANET(vehicle ad-hoc network)作为移动自组织网络和传感器网络在道路交通领域的应用,不具备完整协议体系结构,没有专门的传输控制协议.为提供VANET传输协议设计参考,研究了VANET传输协议设计应具备的目标和要素.首先介绍了VANET的特点、研究内容及其传输控制所面临的挑战.然后提出了无线传输协议的分类方法,使用分析和比较的方式讨论了各类无线传输协议用于VANET的利弊,并针对VANET应用及特性提出了VANET传输控制协议设计目标和设计要素.最后展望了VANET传输控制未来的研究方向.     

Restricted usage of anonymous credentials in vehicular ad hoc networks for misbehavior detection

The automobile industry is entering a new era of digitalization with major impact on human mobility and transportation infrastructures. A result of such a convergence between the automobile and information technologies is vehicular ad hoc network (VANET), a type of mobile ad hoc networks that has recently enjoyed a lot of attention from the industry, the research community, lawmakers and privacy activists. In VANET, vehicles frequently broadcast various types of messages, including location data. This enables innovative applications and improvements in safety and driving experience. As messages broadcasted in the VANET are digitally signed and the receiver must be able to verify the sender’s authentication and message integrity, there is a need to ensure broadcast authentication and protect driver’s anonymity. However, communication in VANETs takes place with high frequency, and malicious vehicles can hide behind anonymity in order to duplicate packets and get advantage over other vehicles in the network. Indeed, state-of-the-art approaches to privacy-preserving messages broadcast in the VANET typically ensure that each vehicle has a number of pseudonymous certificates that are changed regularly in order to thwart an automated tracing of its activities. However, the possibility of uncontrolled simultaneous use of pseudonyms by misbehaving vehicles remain unaddressed. This paper proposes a set of anonymous credential system based protocols for VANET that enables the detection and limitation of pseudonym/credential overspending. The revocation of the misbehaving vehicle can be also achieved through the proposed solutions. With the prototypical implementation of the proposed protocols, it has been shown that the successful detection of fraud, i.e., pseudonyms overspending and the subsequent revocation of credentials are possible in VANET.     

一种VANET应用层协议的实现

车载自组织网络（VANET）在近几年成为最普及的移动ad hoc网络。随着交通业的发展,VANET已成为不断升温的研究热点,但关于VANET的应用大部分还处于理论阶段。如何把理论成果转化为实际应用成为现阶段的主要任务之一。介绍了VANET和一种VANET的应用协议一区域受限的本地化信息协议（LINGER）,论述了协议实现阶段的工作流程和状态划分。基于实现的LINGER协议代码库进行VANET应用程序开发,降低了开发难度,缩短了开发周期。