Red informática de borde vehicular basada en blockchain

En los últimos años, la pink de computación de borde de vehículos (VEC) basada en blockchain permite que la tarea de computación de las redes de vehículos se descargue en múltiples nodos de computación de borde distribuidos desplegados en unidades de carretera (RSU), al tiempo que se comparte información confiable y descentralizada entre las RSU. En la próxima generación de redes vehiculares, se mejorará la capacidad informática y de almacenamiento de los vehículos. Por lo tanto, es muy factible implementar nodos de blockchain en vehículos y RSU al mismo tiempo. Sin embargo, existen diferencias obvias entre los nodos de vehículos y los nodos RSU en términos de movilidad y cobertura de comunicaciones. El modo de comunicación entre vehículos y RSU tendrá un impacto en el modo específico de propagación de bloques, que necesita más exploración. Además, el mecanismo de consenso adoptado por el VEC basado en blockchain existente no puede ejercer completamente la capacidad de comunicación de todos los nodos, lo que resulta en una baja eficiencia de consenso, que debe mejorarse.

Para estudiar las mejoras en el proceso de consenso cuando los nodos de blockchain se implementan en vehículos y RSU, este documento investiga el proceso dinámico de propagación de bloques entre RSU y vehículos. Dirigido a la implementación de nodos de blockchain, también se propone un mecanismo de consenso basado en la reputación. Al comparar los resultados numéricos y de simulación, se verifica la factibilidad del mecanismo de consenso propuesto.

Las principales contribuciones del documento son las siguientes:

1. Se analiza el proceso dinámico de propagación de bloques entre vehículos y RSU.
2. Las ecuaciones dinámicas de la propagación de un solo bloque para dos condiciones específicas se presentan y se analizan más a fondo. Se ilustran las transiciones de estado dinámico de los vehículos en la propagación multibloque.
3. Diseñamos un mecanismo de consenso basado en la reputación, que separa el proceso de consenso entre RSU y vehículos y requiere que todos los nodos participen en el proceso de reenvío del nuevo bloque.

Las ecuaciones dinámicas y el mecanismo de consenso propuestos en el documento se analizan y simulan en una región cuadrada de 12 km × 12 km donde están contenidos 0∼50 nodos RSU y 200 nodos de vehículos. Los nodos de RSU se distribuyen uniformemente en la región, mientras que los movimientos de los nodos de vehículos siguen el modelo de movilidad de dirección aleatoria.

Los resultados mostraron que el tiempo de propagación del bloque disminuye a medida que aumenta el número de RSU, y el mecanismo de consenso basado en la reputación propuesto lessen en gran medida el tiempo de consenso. Al derivar las ecuaciones dinámicas de un proceso de propagación de bloque único y de bloque múltiple, definimos la propagación de bloque múltiple como una propagación competitiva de bifurcación de cadena de bloques.

Ver el artículo:

Él L, Li FC, Xu HK, et al. Redes informáticas de borde vehicular basadas en blockchain: la perspectiva de la comunicación. Ciencia China Inf Ciencia, 2023.

http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11432-022-3658-7