基于区块链的车辆边缘计算网络

近年来，基于区块链的车辆边缘计算(Vehicular Edge Computing, VEC)网络使得车联网计算任务能够下放到多个部署于路侧单元(Roadside Units, RSU)的分布式边缘计算节点，同时实现了RSU之间可靠且去中心的车联网信息共享。在下一代车联网中，车辆的计算能力和存储能力都将得到提高，因此，将区块链节点同时部署到车辆和RSU具备较高的可行性。然而，车辆节点和RSU节点两者在移动性和通信覆盖范围等方面具有明显的差异，在车辆之间、RSU之间以及车辆和RSU之间的通信方式会对区块传播的具体模式带来影响，需要进行进一步探究。此外，现有基于区块链的VEC所采取的共识策略并不能完全发挥所有节点的通信能力，导致共识效率较低，需要对共识策略进行改进。

为了研究将区块链节点部署到车辆和RSU节点时对区块传播过程带来的影响，本文首先研究了区块在RSU和车辆之间进行传播时的动态过程，随后针对该部署方法设计了一种基于信誉值的共识方式。通过数学推导和仿真结果验证所提共识方式的可行性。本文的创新点如下：

1. 分析了区块在移动的车辆和RSU之间进行传播的动态过程。
2. 建立了单区块传播场景下的区块传播动态方程，讨论了多区块传播场景下的区块传播动态状态改变过程。
3. 设计了基于信誉值的共识机制，将RSU之间的共识过程与车辆之间的共识过程分离，并要求全部节点参与到节点的共识过程当中。

本文所提出的动态方程以及共识机制在12km×12km的方形区域中进行仿真验证。区域中包含0∼50 个RSU节点和200个车辆节点。RSU节点平均分布于区域中，而车辆节点遵循随机移动模型。仿真结果证明RSU的数量与区块传播时间成反比，且所提的基于信誉值的共识机制有效节省了区块的共识时间。

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