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面向车位共享的区块链停车系统关键技术研究
| 论文题名： | 面向车位共享的区块链停车系统关键技术研究 |
| 关键词： | 区块链停车系统;车位共享;资源利用率;公平交易 |
| 摘要： | 面对日益增长的汽车保有量，城市停车难问题变得越来越明显。伴随着共享经济的兴起，车位共享成为解决停车难问题的一种新思路。通过车位共享可以提高现有停车资源的利用率，解决一部分停车难问题。但是，现有的车位共享服务存在以下问题：中心化服务器受攻击而导致服务失效；用户隐私泄露；恶意用户违反规则难以保证公平交易。针对此，本文利用区块链去中心化特性，结合密码学和时间承诺技术，设计了面向车位共享的区块链停车系统，实现隐私保护、公平高效的车位共享。 （1）建立基于联盟区块链的停车系统，停车场作为主节点运行共识算法将数据存储到联盟链，用户、可信机构、门禁、路侧单元利用智能合约参与系统车位共享服务，提升系统抗单点故障和抗分布式拒绝服务攻击。 （2）基于区块链设计分布式的参与者行为信用评价模型，设置共识、共享、支付行为模型评价指标，通过智能合约管理并自动化运行评估参与者行为得到量化计算的信用评分。 （3）设计基于信用和投票的改进实用拜占庭容错算法(CV-PBFT)，首先，划分共识节点、投票节点、普通节点、惩罚节点四种节点类别。然后，投票节点运行投票协议，利用基于信用加权投票数的得分排序选举出共识节点，将共识节点按照信用评分排序并划分高信用小组，高信用小组进行一致性协议共识上链，最后，根据节点一致性协议中表现，以增加信用分或转换为惩罚节点进行奖惩。改进算法通过增加节点动态性，优化一致性协议，提高了共识算法效率。 （4）设计隐私保护方案，将停车请求和空闲车位的位置、时间利用隐私范围检索加密，车位详细地址利用代理重加密加密后上传到联盟链，使链上数据一直处在加密状态，实现了数据隐私保护。 （5）提出车位共享公平交易方案。设计基于信用评分和停车超时的车位共享供需匹配算法，对车位在空间、时间上的匹配后，根据共享双方信用评分条件和停车请求者历史行为预测的停车超时时间进行匹配，从参与者行为角度实现共享双方公平交易；基于时间承诺构建承诺交易保护车位共享中诚实用户的利益并惩罚恶意用户，以达到车位共享公平交易。 （6）基于Hyperledger Fabric平台搭建联盟链环境进行仿真实验，通过对信用评价模型、改进PBFT算法、区块链停车系统性能进行仿真实验及安全性分析，验证本系统的可行性。 |
| 作者： | 付昌胜 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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