一种智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型设计方法与流程

本发明涉及智能网联汽车、车载网、社会生态系统、信息交互模型设计等领域，尤其涉及智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型设计领域。

背景技术：

近年来，随着计算机、互联网、通信、传感器及人工智能等高新技术与先进汽车技术的快速融合，促使智能网联汽车已经成为全球汽车、互联网等领域的研究热点和产业增长的新动力。然而，由于较传统的自组织网络而言，车载自组网的动态性更强、稳定性更差等特点，使其在信息安全方面面临着诸多的问题和挑战。因此，基于智能网联汽车的信息安全需求，充分考虑交通及网络环境的综合作用，结合车载网络系统拓扑结构复杂、环境开放等特征，研究建立一种适合于智能网联汽车环境的信息交互安全模型是解决智能网联环境下信息安全问题的有效途径。

国内外学者针对上述问题分别从车辆保护、控制和能量管理等多个方面对车载网络通信架构进行研究，对传统的车载网络进行改进设计，提出了适用于现有的智能网联汽车环境以太网通信协议架构，提出使用仿真工具来研究当前的以太网协议对车载网络的反应能力的影响，分析了延时和丢包对车载网络通信的反应能力等。但是上述方案均难以突破传统网络架构的束缚，并存在信息易被篡改等信息安全问题等。因此，急需研究一种新型的智能网联汽车环境下车载网社会生态系统信息交互安全模型，以满足智能网联汽车环境下车载网的信息安全需求。

技术实现要素：

为解决上述情况，我们需要提出一种满足智能网联汽车信息安全需求，符合智能网联环境的信息交互安全模型。本发明提出了一种智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型设计方法，该方法通过引入社会生态系统理论，从社会生态系统三要素(群体、资源、环境)的角度出发，将智能网联汽车ecu节点、车载网络、多车群组类比为社会生态系统中的个体、种群和群落，将信息和能量类比为社会生态系统中的资源，将交通环境和网络环境类比为社会生态系统中的社会环境，建立车载网络社会生态系统框架。然后通过分析车载网络社会生态系统中的信息在ecu与网关之间的流动过程，刻画三者之间的相互作用关系，构建出智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型设计方法，包括以下步骤：

(1)车载网络社会生态系统框架设计；

首先，引入社会生态系统理论，将智能网联汽车ecu节点、车载网络、多车群组类比为社会生态系统中的个体、种群和群落，将信息和能量类比为社会生态系统中的资源，将交通环境和网络环境类比为社会生态系统中的社会环境，构建车载网络社会生态系统框架；

(2)车载网络社会生态信息交互安全模型设计，包括感知模块、决策模块、执行模块、交互模块四个模块；

感知模块负责感知交通环境信息，并将该信息发送给网关，由网关转发信息到决策模块进行相关决策，决策执行完成后将决策结果发送至网关，网关转发该决策至执行模块，执行模块根据决策结果执行相应操作，从而操控车辆以改变车辆行驶状态；

交互模块与网络环境中的其他实体进行信息交互之后，将信息交互中的关键信息发送给网关，由网关转发信息进入决策模块进行决策，决策模块决策完成后，将决策结果发送至网关，网关发送该决策结果至执行模块，执行模块根据决策结果执行相应操作，从而操控车辆以改变车辆行驶状态。

进一步，所述环境为网络环境，在最外围，将群体和资源联系起来。

进一步，由智能网联汽车的单个ecu节点构成个体，多个ecu节点构成一个完整的车载网络进而构成种群，多个车载网构成多车群组进而构成群落。

进一步，所述资源作为车载网络社会生态系统发展的物质基础，主要包括信息资源和能量资源。

进一步，所述的感知模块与网关相连，主要负责感知外部交通环境信息，并将信息发送给网关。

进一步，所述的决策模块与网关相连，主要负责对网关发送与此的信息进行决策，并将决策结果发送至网关。

进一步，所述的执行模块与网关相连，主要负责执行网关发送决策结果，从而操控车辆以改变行驶状态。

进一步，所述的交互模块与网关相连，主要与外部网络环境进行信息交互，并将网络环境信息转发至网关。

本文提出一种智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型设计方法方案，该方案有以下有益效果：

1)通过引入社会生态系统模型，建立了车载网络社会生态系统框架，进而明确及具体化了车载网络社会生态系统的架构，为分析车载网络内部信息交互之间存在的安全问题提供基础。

2)基于所构建的车载网络社会生态系统框架，分析出车载网络内部信息安全问题，进而构建出车载网络社会生态信息交互安全模型，以满足智能网联汽车环境下车载网的信息安全需求。

附图说明

图1为本发明的总体设计图；

图2为本发明的车载网络社会生态系统框架图；

图3为本发明中的车载网络社会生态信息交互安全模型图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的方法总体设计如图1所示，主要包括1)车载网络社会生态系统框架设计、2)车载网络社会生态信息交互安全模型下两部分：

1、车载网络社会生态系统框架设计

首先，引入社会生态系统理论，从社会生态系统三要素(群体、资源、环境)的角度出发，将智能网联汽车ecu节点、车载网络、多车群组类比为社会生态系统中的个体、种群和群落，将信息和能量类比为社会生态系统中的资源，将交通环境和网络环境类比为社会生态系统中的社会环境，构建如图2所示的车载网络社会生态系统框架。如图2所示，车在网络社会生态系统主要由环境(包括网络环境)、群体(包括群个体、种群、群落)、资源(包括信息资源、能源资源)三大部分组成。其中，环境在最外围，将群体和资源联系起来；群体分别是由智能网联汽车的单个ecu节点构成个体、多个ecu节点构成一个完整的车载网络进而构成种群、多个车载网构成多车群组进而构成群落；资源作为车载网络社会生态系统发展的物质基础，主要包括信息资源和能量资源。

群体作为车载网络社会生态系统中唯一具有主观能动性的主体，是由个体(ecu节点)、种群(车载网络)和(多车群组)组成。在整个车载网络社会生态系统中，最为活跃的因素是群体。其中的信息资源是车载网络社会生态系统的主要价值所在，也是车载网络社会生态系统的核心，车载网络社会生态系统的优劣性能从信息资源的优劣中反映出来。信息从产生开始，在生态系统中流动，经过群体的接受、扩散、去粗取精，最终形成可供车载网络社会生态系统使用的、抽象的、正确的车载网络社会生态系统的知识，只有这样的知识才可以成为资源，才能使车载网络社会生态系统保持平衡。不会因为虚假信息、错误信息等影响车载网络社会的稳定平衡。

2、车载网络社会生态信息交互安全模型

信息资源是车载网络社会生态系统的主要价值所在，因此在车载网络社会生态系统框架建立完成后，我们将通过分析车载网络社会生态系统中的信息在ecu与网关之间的流动过程，探索出由于无线接入设备身份假冒、ecu节点身份假冒、车载网络内敏感信息泄露等信息安全问题，对系统生态平衡的破坏机理，建立车载网络社会生态系统信息交互安全模型，以满足智能网联汽车环境下车载网的信息安全需求。

车载网络社会生态信息交互安全模型如图3所示，主要包括如下四个部分：1)感知模块；2)决策模块；3)交互模块；4)执行模块，该四个模块都是由车载网络社会生态系统中的个体ecu节点构成并与网关相连。主要进行如下两个过程：

1、感知模块负责感知交通环境信息，并将该信息发送给网关，由网关转发信息到决策模块进行相关决策，决策执行完成后将决策结果发送至网关，网关转发该决策至执行模块，执行模块根据决策结果执行相应操作，从而操控车辆以改变车辆行驶状态。

本发明的实施例为：感知模块感知到道路前方路况为下坡路段，感知模块将该路况信息发送给网关，网关负责对该路况信息转发至决策模块，决策模块得到该消息后，做出减速决策结果，然后网关转发该决策结果至执行模块，随后执行模块执行减速操作，从而使车辆减速行驶。

2、交互模块与网络环境中的其他实体进行信息交互之后，将信息交互中的关键信息发送给网关，由网关转发信息进入决策模块进行决策，决策模块决策完成后，将决策结果发送至网关，网关发送该决策结果至执行模块，执行模块根据决策结果执行相应操作，从而操控车辆以改变车辆行驶状态。

本发明的实施例为：交互模块与网络环境中的其他实体进行信息交互之后，得知前方道路发生紧急交通事故，感知模块将该交通事故信息发送给网关，网关负责对该交通事故信息转发至决策模块，决策模块得到该消息后，做出更改出行路线的决策结果，然后网管转发该决策结果至执行模块，随后执行模块执行更改出行路线操作，从而使车辆更改当前出行路线，进而重新规划车辆行驶路线。

综上，本发明的一种智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型设计方法，该方法通过引入社会生态系统理论，从社会生态系统三要素(群体、资源、环境)的角度出发，首先将智能网联汽车ecu节点、车载网络、多车群组类比为社会生态系统中的个体、种群和群落；然后将信息和能量类比为社会生态系统中的资源，将交通环境和网络环境类比为社会生态系统中的社会环境，建立车载网社会生态系统框架；最后通过分析车载网络社会生态系统中的信息在ecu与网关之间的流动过程，刻画群体(ecu，电控单元)、资源(信息，能量)、环境(交通，网络)三者之间的相互作用关系，进而构建出智能网联环境下车载网络社会生态系统信息交互安全模型。为智能网联环境下车载网交通信息的安全防护奠定坚实的基础。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。