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什麼是車聯網,它和物聯網有什麼差別?在實際生活中他又有何作用

作者:地理館長

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2009年,“智慧交通系統”的概念被第一次提出,而提出這個概念的則是美國的一所科技公司。

該概念是基于原有的“智能交通系統”(ITS)标準,在此基礎上發展出來的一種新型交通改善設想。

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在原有的智能交通系統中,設計者認為可以将交通和物流,控制和協調,加上車輛的制造和管理,跟計算機技術,人工智能,資訊技術等高科技科學理論相結合。

創造出一個效率更高,更節能也更安全的綜合運輸管理體系。

如果在這個架構下再次加入更新的雲計算和移動互聯等新技術,那麼略顯落後的智能交通就可以轉變成為更具“智慧”的新型體系。

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為了達成這個目标,也就意味着對于車輛個體的聯網成為了重要的基礎,此時“車聯網”的概念應運而生,不過重要的車聯網技術卻涉及到同樣重要的隐私保護問題。

車聯網概念

車聯網(VANETs)可以看做将汽車自帶的個性化資料,通過無線資訊傳輸技術,在資訊網絡中提取和利用相關資訊。

結合自身情況和本地需求,對以車輛個體為組成部分的整個交通系統進行全面管理的工具。

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由于科技的進步,傳感器,網絡,智能技術等領域不斷進步,是以對于車聯網的利用和改進也有了新的要求。

除了對每一輛車進行全程監控以外,還包括對路段進行時間和空間的比對與優化,以期達到降低堵車,減少交通違章和交通事故,甚至是節能減排和保護環境的需求。

在車聯網的概念之中,除了車輛本身的基本地位以外,更多需要考慮的是車與車,車與路,車與行人乃至車與雲端和背景資料管理中心的關系的應用。

當然這是廣義上的車聯網,如果在狹義上隻需要關注車輛之間和車路之間的安全等問題即可。

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因為這樣的情況下可以使用中短程通信技術,建立一種簡易的臨時網絡,節點間的通信也将變得直接和及時。

車聯網技術的體系按照層級劃分為感覺,網絡和應用:在感覺層中主要是汽車相關資訊,以及目前所處的位置和狀态,可以通過傳感器進行傳輸。

并從背景連接配接第三方應用系統,擷取天氣,交通狀況等相關資訊。并結合駕駛者的個人需要,為其提供路線規劃,燃料補充,停車場位置等個性化服務。

網絡層主要由有形的伺服器和無形的Web服務組成。通過一個透明的傳輸服務,對資料進行彙總和分析處理,并将其傳輸到背景服務中心。

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在伺服器進行綜合分析後,在不同的車輛間形成關聯,進而為使用者提供更加準确且及時的服務。

應用層主要針對的是車聯網的使用個體,這其中除了汽車網絡的普通使用者以外,還包括車輛管理部門,汽車制造商,相應的資訊服務商等組成部分。

除了提供資訊查詢,事件提醒等服務外,還可以利用雲端針對不同類别的使用者。

提供諸如綜合服務和管理功能,以及車輛的适用性等内容。為不同使用者提供具有特色的相關支援。

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車聯網技術在國外發展相對較早,早在上世紀60年代日本就推出過帶有車聯網技術色彩的“車與車的通信”。

歐美等國家也不甘落後,在2007年到2010年間,各國紛紛出台相關研究計劃,并對所需的通信系統标準作出了專門的規定。

以歐盟的車聯網通信标準為例,它使用的是協作式智能交通系統,也被稱為C-ITS。

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主要的關注對象是包括個人汽車,貨車,公共交通工具和基礎設施等在内的一對一以及一對多通信。該系統包括接入,網絡與傳輸,設施,管理和安全等五個部分。

縱觀各國的車聯網技術系統,在基本架構之中安全部分的占比都十分重要。

因為在假設一個相對透明的傳輸過程和資訊共享的結構裡,如何解決個人隐私洩露和惡意資訊屏蔽等方面的問題,是車聯網系統中一個重要的課題。

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出于車聯網資料安全的顧慮

雖然車聯網可以在各方使用者自身需要的條件下,為不同的客戶提供包括導航,交通管理,車内辦公,廣告和娛樂等方面存在着巨大而廣闊的發展空間。

但正因為無線網絡的開放性和車輛處于高速移動中的特點,使一些手段從任何節點,任何角度和任何區域侵入網絡。

在高科技入侵網絡的技術手段下,包括竊聽,虛假資訊注入,篡改和幹涉車輛,交通的正常運作都可能會出現。

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同樣在被入侵的情況下,任何車輛的個體資訊和位置,路線等私人資料安全也更容易被非法擷取。

尤其對于在高速公路上快速行駛的車輛而言,很可能一個突如其來的錯誤資訊或者網絡攻擊,會導緻危險的産生。

正因如此各國都把車聯網資料安全的研究,擺在了和發展車聯網和改進相關技術同等重要的位置上。

不過相比傳統的資料庫領域中的小規模,結構化和靜态化的資料特征,車聯網資料具有完全相反的特點。這也就為車聯網的隐私保護提供了更大的難題。

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結合車聯網自身資料的多樣化特點,勢必需要引入更具有針對性的隐私度量方法,以應對複雜的車聯網資訊保護需要。

建立相應的車聯網隐私評估名額體系,正是達成這個目的首先需要解決的問題。

首先對于車聯網隐私保護需求方面,可以分為身份隐私,位置隐私和資料隐私三個方面。

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這就要求在隐私保護中需要考慮相應的安全需求,即在資料釋出環境下,在不影響資料真實性的條件下,使用匿名原則;

在上一條件産生沖突和可問責性的條件下,可以向警察,交警等可信任方面提供真實資訊;保證非授權方無法得到真實資訊或隻能得到最小化的真實資訊;

對于之前的資訊進行保護,使其不具備洩露個人資訊的可能性。

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而按照車聯網自身特性,可以把隐私風險分為主動和被動兩大類:

其中被動的方式主要包括攻擊者從車聯網資料中心竊聽機密資訊簡稱為“竊聽”和攻擊者僞裝為合法使用者向網絡注入有害資訊等;

而主動的方式包括惡意軟體攻擊,消息篡改,節點冒充和複制等攻擊方式。

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關于隐私保護技術的設想

而為了在多樣化的資料和資訊洩露可能性下,保護使用者個人資料和人身财産安全,需要在車聯網整個系統中的不同互動節點采用專用的保護技術。

由此産生的相關研究被稱為“車聯網”隐私保護技術研究。總的來說按照互相方式和協同關系的差別,相關研究可以從三個方面來闡述:

首先在車路協同中“資料互動”的環節裡,近年來基于密碼技術和假名等方式的發展,相關研究者提出了多種車聯網保護機制。

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其中代理簽名,群簽名和環簽名等方案陸續出台,為個人隐私保護提供了新的思路。

其次在“資料共享”環節,如何在不暴露使用者個人真實資訊的條件下,保證匿名通路的流暢性和及時性,同樣是一個需要關注的問題。

目前解決這個問題的最好方法,是普遍采用的廣播加密方式。

阻礙廣播加密方式進一步發展的主要障礙是,現有方案的密文長度和解密時間等依賴共享人員的數量,無法适應車聯網在大規模範圍内為使用者提供共享交通資料的現實需求。

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最後當車聯網涉及到“資料更新”環節時,通常因為需要改變的隻是整體資料的一小部分,而其他的資料是無需變化的。

在摒棄安全性更強的整體資料改變後,如何在僅僅改變少量資料的過程中,保護使用者的目前隐私狀态和個人資料,就顯得十分重要了。

在最新的資料更新方式中,使用資料塊進行“插入”和“替換”的靈活作法,代替了原有的“删除”手段。

這種更具适應性的手段,有助于提高車聯網的使用效率和服務效率。

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除了以上的基本隐私保護技術傳統理論以外,目前的開發者也提出從源頭,也就是在身份注冊階段的可信性問題上,設計出一種基于區塊鍊預言機理論的,車聯網身份可信注冊方案。

這一方案可以通過可信預測模型對注冊使用者的可信性進行預測,進而避免後續風險的發生。

結語

當然對于車聯網這樣的未來重要發展方向,除了技術層面外,在法規,管理和相關人才部分同樣應該予以重視。

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隻有這樣才能夠緻力于打造一個基于可信的主要系統的,融合安全視角和安全技術兩方面的資料安全底座。

參考資料

《車聯網隐私保護技術研究》

《車聯網資料安全的若幹思考》

《基于區塊鍊預言機的車聯網可信身份方案研究》

《車聯網環境下的隐私安全度量方法》  

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