大家好,今天小编带来安全可追溯车辆及零件系统是怎样基于区块链和智能合约运作的的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，来看看吧。
安全可追溯车辆及零件系统是怎样基于区块链和智能合约运作的
截至2020年，世界汽车产量增长到7600万辆，有了这么多的车，就产生了一个巨大的汽车消费市场，同时也产生了很多由车辆和零部件本身引起的交通问题。
例如，在全国机动车事故原因调查（NMVCCS）中，估计有44,000起事故是由车辆引起的，约占NMVCSS统计的事故的2%。
此外，美国国家公路交通安全管理局指出，10.5%的碰撞事故的关键原因是转向、悬架、变速器和发动机故障，而约21%的碰撞事故是由各种其他车辆故障或缺陷引起的。
按事故总数的百分比计算，车辆缺陷造成的事故占事故总数的16.0%，同一因素造成的伤亡人数占总伤亡人数的29.0%。
由此可见，不合格的零部件会降低汽车的稳定性，进而导致交通事故的发生。
因此，为了减少因车辆或零部件的缺陷而引起的交通问题，许多国家通过法律或法规限制非法改装车辆和销售不合规的零部件或其他汽车设备和装置。
然而，一些服务，如维修和汽车保养，需要更专业的汽车知识，尽管法律规范了汽车改装和零件的销售，但汽车维修欺诈仍然很普遍，因为每个汽车修理工或汽车维修公司都诚实的想法是不现实的。
例如，在一些汽车修理厂，车主使用***冒汽车零件代替优质零件以降低成本，一些汽车制造商私下允许其汽车制造商私下改装车辆。
此外，一些经销商还将事故车或二手车改装后作为新车出售以牟利，这些有缺陷的车辆将增加交通事故的可能性，降低消费者与汽车销售即服务提供商之间的信任度，这对市场和消费者的生命财产安全十分不利。
因此，仅有法律约束是不够的，切实***取车辆及零部件监管措施，确保车辆及零部件合法、合格上路。
反过来这又最大限度地减少了消费者遭受汽车欺诈的风险，并遏制了非法汽车改装。
现有的供应链使用通常涉及使用射频识别-RFID-和一维或二维条码标记零件，但不幸的是，系统中的数据很容易被篡改或伪造，并且不容易甚至不可能追溯零件的流向。
然而，基于区块链的去中心化系统是使信息更可靠、可追溯、不可变、安全和透明的卓越解决方案。
汽车供应链汽车供应链-ASC-一直是一个复杂的系统，因为每辆车都使用各种零件，需要许多零件供应，而且ASC中存在许多利益相关者。在这项研究之前，许多研究该问题的学者也将区块链与供应链相结合，如表1。
表1现有汽车零部件追溯体系的比较
通过供应链质量管理（SCQI），提出了一个相对完整的基于区块链的供应链理论框架，但没有解决执行建议的流通过程所需的算法。
这些研究缺乏对各种区块链任务的作用的彻底检查，也没有提出全面的服务结构。
所以，启用使用外部链和外部数据库的归档，并降低中小企业进***盟链的门槛降低，从而有效提高供应链的全面性和完整性，但监管和僵局没有得到解决。
于是，将区块链应用于汽车服务，强调零部件供应链管理和后续服务保障的重要性，并提供了基于区块链的车辆产品服务系统（PSS）框架和其他几个应用框架，但没有隐私保护为供应链各方之间的交易提供，没有提出具体的算法或实现。
区块链技术体系来源于关于加密货币比特币的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统，它涉及数学、密码学、计算机科学等多个学科。
区块链中分布式计算存储、公私钥、实时广播、时间戳等带来去中心化、透明开发、不可篡改的特点，并***用Merkle树数据结构保证区块链的可追溯性，这些特性使得区块链可以与各个领域融合。
智能合约是在区块链上运行的代码，当条件满足时会自动在区块链上执行，并且任何人都无法访问以执行。
它是传统合约的数字等价物，结合区块链这些去中心化、不可篡改、透明溯源、永续运行、互为佐证等特点，实现从信任第三方机构到信任合约的去中心化效果本身。
于是，为了满足这些特点，ECDSA出世了。
它结合了数字签名算法-DSA-和椭圆曲线密码术-ECC-，与传统的加密方法相比，ECDSA具有参数、密钥和证书更小、密钥位强度更强、运行速度更快的特点。
***设A要向B发送消息M，签名由发送方A生成，由接收方B验证。
首先，双方必须就椭圆曲线-CURVE,G,n-达成一致，其中G为上的基点曲线，n是G的阶数，H是哈希函数。
签名是A选择一个随机整数dA，作为私钥，其值在[0,n−1]范围内，并生成公钥：QA=d***
计算公式：Z=h-m-,kG=-x1,y1-,r=x1modn
得公式：
然后，消息m和签名值-r,s-被发送到B，验证B收到A发来的签名值和消息m后，验证消息的正确性。
B计算：z`=h-m-,a1=z`s-1modn,a2=r`s-1modn
得到：
最后，若以下公式通过，则成立。
拟议方案以及数据定义基于区块链的账本技术的对称副本，通过构建HyperleaderFabric联邦链来实现新的汽车零部件追溯系统，以实现一些功能。
该系统由联盟链零部件制造商（PM）、汽车制造商（AM）、汽车经销商（CD）、车主（CO）和维修店（RS）以及主管部门（CA）的股东成员组成仲裁员（AB）和区块链中心（BCC）。
图1系统架构图
图1显示了汽车零件通过零件制造商到汽车制造商的过程，然后汽车制造商同意组装它，然后它通过经销商，所有者，并通过零件制造商到达修理厂和然后给主人。
当然，在现实中，联盟链中的成员不止一个，图中只是展示了零部件或汽车的流向。
图2和图3是我们指定的链码的基本结构，其中图2显示零件和车辆的产品消息结构。
图2零件和汽车的链码结构
当车辆或零件的产品在每个访问方（AP）中流通时，其详细信息将公开此结构。
在图3，左边是AP的存储结构，右边是角色的定义。
图3访问方的链码结构和角色类型的枚举
所有加入该系统的各方都必须在BCC注册一个帐户，当注册成功后，BCC记录其消息并返回一对公钥和私钥给注册成员。
具体注册流程如图4。
图4注册阶段的流程图
首先，AP会发送消息MInfoAP（如姓名、角色类型等）到区块链中心进行注册请求。
并使用ECDSA生成私钥dAP，使用并计算出公钥QAP，最后得出公式（1）：
（1）
如果创建成功，添加角色并触发智能联系人，而智能合约的算法如下：-IDAP,dAP,QAP-
由于区块链初始阶段的参与者无法验证彼此的真实身份，需要执行动作的双方都需要进行身份验证。
使用ECDSA算法进行身份验证时，需要“签名”和“验证”，***设用户A和B都需要进行身份验证，具体实现流程如图图5。
图5认证阶段的流程图
用户A生成一个随机数k1和一条消息MA1并计算hA1，最后得出公式（2）和公式（3）。
（2）
（3）
然后，用户A计算ECDSA的参数，通过算法2的“Sign”生成签名，签名的具体过程如式-4-~-6-所示：
（4）
（5）
（6）
然后，A使用B的公钥PukB，加密消息MA1，得公式（7）
（7）
最后A发送A生成的信息得CA1,-rA1,sA1-到B
数据的完整性使用ECDSA和哈希函数来确保数据完整性。
在区块链中，每个参与者都有一对公钥和私钥，发送方必须在发送消息之前使用接收方的公钥计算哈希并生成一组签名，接收方需要使用自己的私钥验证消息和签名以确保消息的有效性。
如果攻击者篡改数据发送给接收方，那么接收方将验证哈希值和签名是否通过，所有阶段的详细信息列于表2。
表2验证所提出方案的数据完整性
使用ECDSA的Verify来解决否认问题，在区块链机制中，发送方发送的所有消息都必须使用自己的私钥进行签名，接收方使用发送方的公钥对消息进行验证。
这确保消息不会被拒绝，表3是所提出方案的不可否认性验证。
表3拟议方案的不可否认性验证
基于区块链的特性，我们了解到所有的交易记录都被存储并链接到每个节点的账本上，记录是可追溯的，不可伪造的。
同时，数据可验证、透明，例如AB可以通过追溯记录来验证区块链数据是否合法。
在图10，如果签名不能通过验证，则签名是伪造的，所以要防止攻击。
图10仲裁阶段的验证流程
可追溯性和不可伪造性首先，最常见的是中间人攻击，一般是指攻击者拦截客户端和服务器之间正常的网络通信数据。
在通信协议中，区块链上的每条通信消息都***用非对称加密来防御MIMT，即消息在发送时由接收方的公钥加密，接收方用自己的私钥对消息进行解密，以保证消息的来源，该消息是正确的。
这是攻击者篡改通信消息或窃听通信双方之间的信息，在区块链中，发送方使用接收方的公钥对消息进行加密。
此外，如果攻击者没有使用匹配的私钥进行解密，它就不会获知消息的内容，因此只有接收方知道私钥。
所以可保证攻击者在没有接收方私钥的情况下无法解密消息，非对称加密和解密的每个阶段如下所示表4.
表4加密和解密以防止中间人攻击
其次是重播攻击，它是一种网络攻击，使用恶意或欺诈的方式重复或延迟有效数据，攻击者拦截通信消息并将数据重新传输给接收者。
为了防止重放攻击，我们为每条消息添加时间戳，接收方在收到相应消息时需要计算时间戳的差值并与设定的阈值进行比较，如果时间差超过它标识消息正在重放的阈值。
用吸引器监听发送者和接收者之间的消息，然后将相同的消息重新发送给接收者。
当用户B收到数据，如果通过，则证明数据没有受到重放攻击。
表5是每个阶段的时间戳验证，这里统称为接收方收到数据后的时间戳。
表5时间戳验证以防止重放攻击
最后是***冒攻击，攻击者使用伪造和上传的***冒零件信息或伪装成零件所有者在系统上进行交易的行为。
攻击者伪造并上传虚***部件信息，并利用这些部件进行交易，但没有PM私钥，其他用户无法签名和上传部件。
另外，由于使用了联盟链，每个角色都需要进行身份验证，攻击者不可能成功伪装PM。
同时，基于区块链的特性，零件的来源可追溯，当那个伪造的部分出现在区块链上时，可以快速定位到攻击者。
交易违规零件处理流程
结语车辆及零部件的质量与行车安全密切相关，为解决整车和零部件缺陷带来的安全隐患以及供应商和消费者之间的信息不对称，提出了一个基于区块链和智能合约的汽车供应链框架，
同时设计了区块链中的通信流程和算法，在分析和讨论中，该研究提出的系统具有出色的性能和安全性。
在这个区块链系统中，所有的接入方都必须向BC注册，需要一对公私钥和一个唯一的ID，通信双方在通信前应先验证对方的身份。
此外，在通信过程中，各个角色对要发送的信息进行签名加密并上传到链上，并对接收到的消息进行解密和合法性验证。
当与系统参与者发生***时，参与者可以向AB申请仲裁，然后AB使用参与者提供消息以获取区块链信息，确认合法性。
现在大火的区块链技术能在汽车行业发挥什么作用呢？
区块链技术在汽车行业的发展上发挥着重要作用，比如：在汽车行业供应链上形成生态联盟，在二手车市场的应用，在汽车安全方面的应用等等。
一、基于区块链科技的汽车行业供应链金融联盟生态
基于区块链技术的集成供应链信息平台将汽车供应网络中的企业以联盟链的形式相互连接通过sdpos共识机制，建立多中心高效供应体系连锁信息系统、汽车零部件来源、生产流程、销售渠道跟踪、维护记录和其他重要信息都记录在此链中。汽车制造过程中产生的信息会自动触发相应的智能合约，实现供电自动记录链中上下游企业交易信息，自动支付货款传递，最终形成以汽车产品信息流为主体、业务流和物流流以流动和资金流为支撑的信息结构使产品信息高效可实现准确的存储和可追溯性。
二、区块链在二手车交易
在汽车使用过程中的保养、维修、事故、出险、缺陷召回等信息没有可靠的记录方式，带来了二手车信息不透明、难查询等问题。区块链技术可以对以上问题进行有效处理，首先，拥有二手车经验的行业先锋将通过与区块链技术公司合作，建立一个共享的汽车驾驶数据和事故记录台账，以确保其二手车数据的准确性和真实性。未来，二手车区块链系统可以扩大规模，开放汽车企业、4S店、车主、DMV、维修中心、二手车市场等多个节点，准确记录车辆维修、保养、保险、缺陷召回等情况，所有权变更和其他车辆信息。利用区块链技术的特点，为消费者提供真实有效的数据，解决二手车交易过程不公开、不透明、缺乏公信力的问题。
三、区块链在安全互联
随着汽车智能化、网联化发展，道路智能化基础设施的不断接入，传统的车辆识别、认证、授权等通信依赖于中央云服务处理器，与此同时，也出现了很多问题，如隐私安全保护、数据共享和组网成本等。区块链的访问权限、身份管理和授权将能确保互联安全。可以使用区块链进行单个或多个交易区块链技术在车辆中央控制系统识别中的应用，这确保了适当的授权访问控制、身份管理身份验证和数据管理根据完整性，确保互联安全，基于区块链的系统数据存储和智能合约技术，车主数据签名加密，基于使用授权管理进行标识和身份验证，授予他人访问权限自己的汽车也将成为智能汽车大规模商用的关键。
当汽车遇上区块链 两者究竟能擦出怎样的火花？
说到区块链技术，其几乎是一夜之前成为了大家耳熟能详的词语，并成为了不少行业追逐的技术风口，汽车行业也不例外。
目前，保时捷、特斯拉、奔驰、雷诺、丰田等汽车厂商都，纷纷踏足区块链领域，并进行过很多汽车与区块链的实践设想。而近日，通用也公布了区块链自动驾驶导航地图更新专利，成为了区块链大军中的一员。
车企区块链的多种玩法
在说区块链技术在汽车行业的应用之前，首先来说下区块链技术的特点，其最大的特点就是去中心化以及开放性。同时，在区块链技术中，数据仅可通过共识算法以块的形式增加，不可修改或删除，以防止篡改。而也正是因为这些特点，区块链技术带来的最大改变是在社会信用方面。因此有不少专业人士认为区块链技术一种效率和信任的交换，其可以带来效率的提高以及成本的减少。
再回到区块链技术在汽车行业的应用。此次通用申请的专利是一个基于区块链技术、保持持续更新的汽车地图导航系统。利用区块链集成车辆传感器的数据，并通过计算机科学算法，为自动驾驶汽车生成安全、可靠的地图。
在通用之前，保时捷就与德国柏林的初创企业XAIN合作，在车内测试区块链。运用区块链技术，不仅提升了车辆的解锁速度、带来更便捷的临时授权、实现更安全的智能合约，以及新型的业务模式。同时通过数据分享，区块链技术还可以完善自动驾驶。
值得一提的是，上述的这些玩法也使得保时捷成为了首家将区块链技术引入汽车领域并成功测试的跑车制造商。对此，保时捷表示：“这一基于区块链技术的转变，既能提升车辆本身的安全性能，又为车主们带来前所未有的快捷体验，对未来无人驾驶技术的研发大有助益。”
除此之外，特斯拉也使用区块链技术来管理上海工厂进口物流，可以加快零部件的提取程序，并简化放行流程，同时还可让查询零部件的位置和具体情况变得更加准确、方便和快捷。此外，奔驰、雷诺、丰田等汽车厂商也进行了很多汽车与区块链的实践设想。
两者为何会碰撞出火花？
可以看出，目前很多车企都加入到了区块链技术大军。而之所以会这般选择，据区块链经济学者、国家信息中心中经网管理中心副主任朱幼平介绍，区块链技术会改变汽车产业生态，从生产端到销售端，再到售后服务端都将发生重大变化，并可能让未来的共享汽车产生新的模式。
首先是在生产方面，区块链技术可以保证车辆生产的一致性。在运用区块链技术后，像一些企业质检车辆严格按要求生产，而量产车则偷工减料的现象也就不会发生了。同时区块链技术还可以利用可追溯的特点，帮助工人查看每一个生产环节。
在销售端，由于区块链技术具有防篡改的特点，运用在汽车生产上，可以很快发现销售的车辆汽车是否具备生产一致性要求。同时也是因为这种不可更改的特性，所以在二手车买卖交易时，可以保证确保车辆历史信息数据真实可靠。
除此之外，区块链技术还可以运用于汽车后市场，通过结合区块链技术，车辆的保养、维护以及保险理赔，都将变得可信、高效。比如目前很多消费者都遇到过零部件在维修过程中偷梁换柱的事情，而在运用区块链技术后，消费者可以很方便的查看维修过程，4S店也自然不会动歪心思。
同时，区块链的陌生互信功能还会在未来的共享汽车发展中将会发挥重要作用。据悉，目前共享汽车仅仅使用了大数据计算方法，但信用的真实性存在问题。而在运用区块链技术后，驾驶者与租用人的真实信息会全部呈现出来，消费者可以根据区块链反映的真实信息规避部分风险。
未来的关键是联盟链
事实上，区块链技术想要在汽车行业得到进一步的应用还需要形成联盟链。此前，中科软科技股份有限公司总裁左春在接受媒体***访时表示：“展望区块链技术的发展方向，联盟链平台是下一步的重点，一旦实施区块链共享账本，可能引发应用层面巨大的变革。”
早在2018年，宝马、福特、通用和雷诺四大汽车制造商就宣布加入了“移动开放区块链倡议”(以下简称MOBI)。值得一提的是，MOBI联盟成员及合作伙伴占据了全球汽车产量的70%，而这也是有史以来规模最大的专注于区块链技术在汽车领域应用的联盟。
据MOBI声明称，该联盟旨在创建联盟成员之间的共同标准和API（应用程序接口），寻求建立一个新的数字移动生态系统，使企业和消费者对其驾驶数据拥有安全和***，管理出行共享及车辆共享交易，并储存车辆的身份和使用信息。
不过朱幼平也指出，汽车企业的规模都比较大，联盟区块链将对汽车企业有更深远的影响，但目前区块链技术在汽车行业的运用最大的难点在于对此认识不足。也正因此，像MOBI这样的联盟还需要更多的成员加入，一方面是让更多的车企认识到区块链技术，另一方面则是让车企的数据可以实现共享。
作为近些年刚刚兴起的技术，区块链目前仍处于初期发展阶段，其日后能否得到大规模应用还是个未知数，即便可以大规模使用，也需要等待很长的时间。但目前不可否认的是，区块链技术的出现以及应用给予了汽车行业发展更多的可能性。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
区块链及其在汽车领域的应用是什么？
1、区块链技术的去中心化、透明化和信任化，是为了解决当前汽车行业用户隐私泄露、维护服务分散差等问题、不规范等问题带来了机遇。区块链在汽车领域的应用关键在于汽车身份与用户信用体系的构建与融合打造汽车标识，完整记录汽车在制造和使用过程中的关键信息，推动传统汽车产业链标准化，为车企建立可靠的服务平台质量控制体系和优化的库存动态管理为用户提供更好的维修、保养和二手车交易服务。结合汽车身份与个人信用它连接在区块链系统中，可以改造原有汽车共享的业务流程。未来，区块链作为底层技术，将与物联网、大数据等对接边缘技术的结合将实现不同智能设备的安全互联，不断提升区块链技术的处理能力，加速其在自动驾驶和智能领域的应用。
2、数字经济的发展带来了市场生产要素的变化，数据元市场的发展提高了数据共享的安全性和可信度更高的要求。数据作为一种新的生产要素，拥有难以确证的权***流动性、可***性、所有权和使用权难以分离同时，数据使用的边际成本为零，共享价值更大越大。确保数据共享的安全性和可信性，充分发挥数据价值在数字经济发展中发挥越来越重要的作用。
3、区块链系统信息透明、防篡改、可伪造这可以有效解决这个问题，这将在金融物联网、供应链、政务服务等领域影响深远影响。由于其透明、可靠和可追溯的特性，区块链技术可以构建打造汽车身份，完整记录汽车零部件来源及生产流程流程、销售渠道、使用维护、车辆定位等数据推广进入传统汽车产业链“研产供销后市场”的标准。同时可以通过区块链构建防篡改和安全加密用户信用系统，记录资产信息、用户信息、用户行为等用户在线交易信息和信用评价的信息、存储和整合。因为汽车零售、租赁、共享等场景的应用本质上是个人信用体系的延伸，最终将通过区块链系统为业主带来身份、用户信用和服务历史等信息与汽车身份相关联提高互联互通的安全性，实现区块链自动驾驶在车联网、车辆共享等领域的应用。
后缀：安全可追溯车辆及零件系统，是怎样基于区块链和智能合约运作的？