CN110599798B - 一种基于边缘计算的车联网智能停车系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于边缘计算的车联网智能停车系统及方法，属于车联网通信技术领域。系统包括可信方端、云服务器端、路边节点端、车位提供商端和司机端。车位提供商端、司机端和路边节点端向系统注册，由车位提供商端向路边节点端发送空闲车位汇报，由路边节点端验证空闲车位汇报是否有效，司机端向路边节点端发送停车请求，路边节点端验证停车请求是否有效，匹配的司机端和车位提供商端确认使用车位，最终司机端向车位提供商端匿名支付停车费。本发明能够减少网络开销，提高请求响应效率；可对用户身份隐私、位置隐私、请求/汇报隐私进行保护；可追溯目标用户匿名身份，恢复其真实身份；可利用空闲私人车位提供临时车位，提高私人车位利用率。

Description

一种基于边缘计算的车联网智能停车系统及方法

技术领域

本发明属于车联网通信技术领域，涉及一种基于边缘计算的车联网智能停车系统及方法。

背景技术

智能停车系统是一种协助停车场管理，为司机提供停车引导的智能服务系统，在停车场收费、车位导航方面为公众提供便利。现有的智能停车系统通常采用中心化的处理方式，数据全部提交至云服务器处理。未来，随着网络边缘产生的数据将逐步增加，继续采用云计算模式，将会加大网络负载，造成网络拥堵，产生数据处理时延。此外，停车数据中有和位置相关的数据，若不加以保护，将其直接暴露在网络中，则用户的个人信息，如家庭住址、健康状况等隐私数据都会被泄露。另一个问题是，城市的停车压力日益增长，一些政府试图通过建造额外的停车场来缓解“停车难”难题，但有限的公共空间、昂贵的建设和维护成本，阻碍了这类方案的广泛应用，因此，有效缓解“停车难”难题不能只依靠公共基础设施的建设与管理。

目前，现有的智能停车系统存在以下缺陷：

(1)效率低：数据的处理、分析完全依赖于云服务器，无法适应网络边缘数据高速增长的时代，网络边缘的请求响应时间有待缩减；

(2)安全性低：部分智能停车系统使用明文传输用户数据，没有保护用户隐私；部分智能停车系统无法对用户匿名身份进行追溯，无法对失信行为加以惩治；

(3)未利用空闲的私人车位：公共车位紧缺又昂贵，相反，私人车位的空闲时段多，利用率低，现有的智能停车系统均只提供公共车位，没有有效利用空闲的私人车位。

因此，为了能够同时满足智能停车场景中高效停车、保护用户隐私、利用空闲的私人车位的需求，必须设计一种合适的智能停车系统。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决现有智能停车系统技术存在的停车效率低、安全性低以及未利用空闲的私人车位的问题，提出一种基于边缘计算的车联网智能停车系统及方法。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种基于边缘计算的车联网智能停车系统，包括可信方端、云服务器端、路边节点端、车位提供商端和司机端；

可信方端包括参数设定模块、注册处理模块、司机身份恢复模块；

其中，参数设定模块用于生成系统参数，注册处理模块用于响应路边节点端注册模块、车位提供商端注册模块和司机端注册模块发送的注册请求，司机身份恢复模块用于恢复出目标司机端的真实身份，所述目标司机端指的是被举报的司机端；

云服务器端包括云服务器端验证模块、云服务器端请求响应模块、云服务器端对话模块、云服务器端确认模块、云服务器端支付模块、数据库维护模块；

其中，云服务器验证模块用于验证车位提供商端汇报模块发送的空闲车位汇报和路边节点端汇报模块发送的停车请求，云服务器端请求响应模块用于响应路边节点端汇报模块发送的停车请求，云服务器端对话模块用于协助不在同一路边节点端覆盖范围以内的车位提供商端对话模块和司机端对话模块进行对话，云服务器端确认模块用于协助不在同一路边节点端覆盖范围以内的车位提供商端确认模块和司机端确认模块进行车位确认，云服务器端支付模块用于协助车位提供商端支付模块和司机端支付模块进行停车费匿名支付，数据库维护模块用于组织管理所有的空闲车位信息；

路边节点端包括路边节点端注册模块、路边节点端验证模块、路边节点端汇报模块、路边节点端请求响应模块、路边节点端对话模块、路边节点端确认模块；

其中，路边节点端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，路边节点端验证模块用于验证车位提供商端汇报模块发送的空闲车位汇报和司机端的停车请求模块发送的停车请求，路边节点端汇报模块用于汇报期望停车区域不在覆盖范围以内的停车请求和汇报新增的空闲车位信息，路边节点端请求响应模块用于响应期望停车区域在覆盖范围以内的停车请求，路边节点端对话模块用于协助在覆盖范围以内的车位提供商端对话模块和司机端对话模块进行对话，路边节点端确认模块用于协助在覆盖范围以内的车位提供商端确认模块和司机端确认模块进行车位确认；

车位提供商端包括车位提供商端注册模块、车位提供商端汇报模块、车位提供商端对话模块、车位提供商端确认模块、车位提供商端支付模块；

其中，车位提供商端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，车位提供商端汇报模块用于向路边节点端验证模块和云服务器端验证模块发送空闲车位汇报，车位提供商端对话模块用于通过路边节点端对话模块或云服务器端对话模块与司机端对话模块进行对话，车位提供商端确认模块用于通过路边节点端确认模块或云服务器端确认模块与司机端确认模块进行车位确认，车位提供商端支付模块用于通过云服务器端支付模块从司机端支付模块收取停车费；

司机端包括司机端注册模块、停车请求模块、司机端对话模块、司机端确认模块、司机端支付模块；

其中，司机端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，停车请求模块用于向路边节点端验证模块发送停车请求，司机端对话模块用于通过路边节点端对话模块或云服务器端对话模块与车位提供商端对话模块进行对话，司机端确认模块用于通过路边节点端确认模块或云服务器端确认模块与车位提供商端确认模块进行车位确认，司机端支付模块用于通过云服务器端支付模块向车位提供商端支付模块支付停车费；

本系统中各模块的连接关系如下：

所述可信方端的注册处理模块，与路边节点端注册模块、车位提供商端注册模块、司机端注册模块分别相连接；

所述云服务器端的验证模块，与路边节点端汇报模块、车位提供商端汇报模块、云服务器端请求响应模块分别相连接；云服务器端请求响应模块，与路边节点端汇报模块相连接；云服务器端对话模块，与车位提供商端对话模块、司机端对话模块分别相连接；云服务器端确认模块，与车位提供商端确认模块、司机端确认模块分别相连；云服务器端支付模块，与车位提供商端支付模块、司机支付模块分别相连接；数据库维护模块与路边节点汇报模块相连接；

所述路边节点端注册模块与注册处理模块相连接路边节点端验证模块，分别与路边节点端请求响应模块、路边节点端汇报模块、车位提供商端汇报模块和司机端的停车请求模块相连接；路边节点端请求响应模块与路边节点端汇报模块相连接；路边节点端汇报模块与云服务器端验证模块相连接；路边节点端对话模块与车位提供商端对话模块、司机端对话模块分别相连接；路边节点端确认模块与车位提供商端确认模块、司机端确认模块分别相连接；

所述车位提供商端注册模块与可信方端的注册处理模块相连接；车位提供商端汇报模块与路边节点端验证模块、云服务器端验证模块分别相连接；车位提供商端对话模块与路边节点端对话模块、云服务器端对话模块分别相连接；车位提供商端确认模块与路边节点端确认模块、云服务器端确认模块分别相连接；车位提供商端支付模块与云服务器端支付模块相连接；

所述司机端注册模块与可信方端的注册处理模块相连接；停车请求模块路边节点端的验证模块相连接；司机端对话模块与路边节点端对话模块、云服务器端对话模块分别相连接；司机端确认模块与路边节点端确认模块、云服务器端确认模块分别相连接；司机端支付模块与云服务器端支付模块相连接。

本发明进一步提出了一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：对智能停车系统进行初始化

由可信方端的参数设定模块选择安全参数，生成系统参数；

步骤2：车位提供商端、司机端和路边节点端向系统注册

车位提供商端注册模块持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，获得自己的公私钥和群组公私钥；

司机端注册模块持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，获得自己的公私钥和群组公私钥；

路边节点端注册模块持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，获得自己的公私钥；

步骤3：车位提供商端向路边节点端发送空闲车位汇报

如车位提供商端愿意提供空闲车位，则车位提供商端汇报模块向路边节点端验证模块发送空闲车位汇报，其中，空闲车位汇报包括匿名标识、车位模糊位置、供应时间、过期时间和车位费用；

步骤4：路边节点端验证空闲车位汇报是否有效

路边节点端验证模块接收到车位提供商端汇报模块的空闲车位汇报，验证签名，若验证通过，则将空闲车位汇报存入自己的数据库，路边节点端汇报模块将空闲车位汇报上报至云服务器端，云服务器端将空闲车位汇报存入自己的数据库；

步骤5：司机端向路边节点端发送停车请求。

需要停车位的司机端的停车请求模块生成停车需求信息，向路边节点端验证模块发送停车请求，其中，停车请求包括匿名标识、期望停车区域、请求时间和过期时间；

步骤6：路边节点端验证停车请求是否有效

路边节点端验证模块接收到司机端的停车请求模块发送的停车请求，验证签名，若验证通过，则接收停车请求，待路边节点端请求响应模块对其进行处理；若验证不通过，则丢弃停车请求；

步骤7：路边节点端响应停车请求

若停车请求中的期望停车区域在该路边节点端的覆盖区域以内，则路边节点端请求响应模块响应停车请求，跳至步骤9；若停车请求中的期望停车区域在该路边节点端的覆盖区域以外，则路边节点端汇报模块向云服务器端验证模块发送停车请求，等待其响应结果；

步骤8：云服务器端响应停车请求

云服务器端接收并响应路边节点端汇报模块发送的停车请求，响应过程和本地请求响应类似，将响应结果返回至路边节点端，路边节点端将响应结果转发至司机端；

步骤9：匹配的司机端和车位提供商端确认使用车位

司机端从路边节点端请求响应模块返回的响应结果中选择车位，与对应的车位提供商进行对话，获得车位详细位置，双方确认使用车位；

步骤10：司机端向车位提供商端匿名支付停车费

车位使用结束，司机离开车位时，司机端支付模块通过云服务器端支付模块向车位提供商端匿名支付停车费；

步骤11：可信方端恢复目标司机端的真实身份

当可信方端的司机身份恢复模块收到针对司机端的举报后，司机身份恢复模块根据目标司机端的签名，恢复目标司机端的真实身份。

有益效果

对比已有技术，本发明提出的系统具有以下优势：

(1)高效：采用边缘计算，由路边节点端在网络边缘处理停车请求，减少网络开销，提高请求响应效率；

(2)隐私保护：本系统可以对用户的身份隐私、位置隐私、请求/汇报隐私进行保护；

(3)匿名身份可追溯：本方案可以追溯目标用户匿名身份，恢复其真实身份，对其失信行为加以惩治；

(4)利用空闲私人车位：利用空闲的私人车位为需要停车的司机提供车位，缓解“停车难”难题，提高私人车位的利用率，为私人车位提供商增加收益。

附图说明

图1为本发明实施方式的系统组成及连接示意图；

图2为本发明实施方式中注册示意图；

图3为本发明实施方式中空闲车位汇报和验证示意图；

图4为本发明实施方式中停车请求和验证示意图；

图5为本发明实施方式中路边节点端停车请求响应过程示意图；

图6位本发明实施方式中司机端从云服务器端购买虚拟券示意图；

图7位本发明实施方式中司机端向车位提供商端支付虚拟券示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明和详细描述。

一种基于边缘计算的车联网智能停车系统，包括：(1)可信方端，(2)云服务器端，(3)路边节点端，(4)车位提供商端，(5)司机端。

其中：

(1)可信方端，用于初始化整个系统，恢复目标司机端真实身份；具体包括参数设定模块、注册处理模块、司机身份恢复模块；其中，参数设定模块用于生成系统参数，注册处理模块用于响应路边节点端注册模块、车位提供商端注册模块和司机端注册模块发送的注册请求，司机身份恢复模块用于恢复出目标司机端的真实身份；这里，目标司机端指的是被举报的司机端；

(2)云服务器端，用于收集各个路边节点的数据，处理网络边缘无法处理的停车请求；具体包括云服务器端验证模块、云服务器端请求响应模块、云服务器端对话模块、云服务器端确认模块、云服务器端支付模块、数据库维护模块；其中，云服务器验证模块用于验证车位提供商端汇报模块发送的空闲车位汇报和路边节点端汇报模块发送的停车请求，云服务器端请求响应模块用于响应路边节点端汇报模块发送的停车请求，用户云服务器端对话模块用于协助不在同一路边节点端覆盖范围以内的车位提供商端对话模块和司机端对话模块进行对话，云服务器端确认模块用于协助不在同一路边节点端覆盖范围以内的车位提供商端确认模块和司机端确认模块进行车位确认，云服务器支付模块用于协助车位提供商端支付模块和司机端支付模块进行停车费匿名支付，数据库维护模块用于组织管理所有的空闲车位信息；

(3)路边节点端，用于实施边缘计算，在网络边缘处理覆盖范围内的停车请求；具体包括路边节点端注册模块、路边节点端验证模块、路边节点端汇报模块、路边节点端请求响应模块、路边节点端对话模块、路边节点端确认模块；其中，路边节点端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，路边节点端验证模块用于验证车位提供商端汇报模块发送的空闲车位汇报和司机端的停车请求模块发送的停车请求，路边节点端汇报模块用于汇报期望停车区域不在覆盖范围以内的停车请求和汇报新增的空闲车位信息，路边节点端请求响应模块用于响应期望停车区域在覆盖范围以内的停车请求，路边节点端对话模块用于协助在覆盖范围以内的车位提供商端对话模块和司机端对话模块进行对话，路边节点端确认模块用于协助在覆盖范围以内的车位提供商端确认模块和司机端确认模块进行车位确认；

(4)车位提供商端，用于提供空闲车位，从司机端收取停车费；具体包括车位提供商端注册模块、车位提供商端汇报模块、车位提供商端对话模块、车位提供商端确认模块、车位提供商端支付模块；其中，车位提供商端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，车位提供商端汇报模块用于向路边节点端验证模块和云服务器端验证模块发送空闲车位汇报，车位提供商端对话模块用于通过路边节点端对话模块或云服务器端对话模块与司机端对话模块进行对话，车位提供商端确认模块用于通过路边节点端确认模块或云服务器端确认模块与司机端确认模块进行车位确认，车位提供商端支付模块用于通过云服务器端支付模块从司机端支付模块收取停车费；

(5)司机端，用于发送停车请求，向车位提供商支付停车费；具体包括司机端注册模块、停车请求模块、司机端对话模块、司机端确认模块、司机端支付模块；其中，司机商端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，停车请求模块用于向路边节点端验证模块发送停车请求，司机端对话模块用于通过路边节点端对话模块或云服务器端对话模块与车位提供商端对话模块进行对话，司机端确认模块用于通过路边节点端确认模块或云服务器端确认模块与车位提供商端确认模块进行车位确认，司机端支付模块用于通过云服务器端支付模块向车位提供商端支付模块支付停车费；

上述组成部件间的连接关系如图1所示，具体如下：

所述可信方端的注册处理模块，与路边节点端注册模块、车位提供商端注册模块、司机端注册模块分别相连接；

所述云服务器端的验证模块，与路边节点端汇报模块、车位提供商端汇报模块、云服务器端请求响应模块分别相连接；云服务器端请求响应模块，与路边节点端汇报模块相连接；云服务器端对话模块，与车位提供商端对话模块、司机端对话模块分别相连接；云服务器端确认模块，与车位提供商端确认模块、司机端确认模块分别相连；云服务器端支付模块，与车位提供商端支付模块、司机支付模块分别相连接；数据库维护模块与路边节点汇报模块相连接；

所述路边节点端注册模块与注册处理模块相连接路边节点端验证模块，分别与路边节点端请求响应模块、路边节点端汇报模块、车位提供商端汇报模块和司机端的停车请求模块相连接；路边节点端请求响应模块与路边节点端汇报模块相连接；路边节点端汇报模块与云服务器端验证模块相连接；路边节点端对话模块与车位提供商端对话模块、司机端对话模块分别相连接；路边节点端确认模块与车位提供商端确认模块、司机端确认模块分别相连接；

所述车位提供商端注册模块与可信方端的注册处理模块相连接；车位提供商端汇报模块与路边节点端验证模块、云服务器端验证模块分别相连接；车位提供商端对话模块与路边节点端对话模块、云服务器端对话模块分别相连接；车位提供商端确认模块与路边节点端确认模块、云服务器端确认模块分别相连接；车位提供商端支付模块与云服务器端支付模块相连接；

所述司机端注册模块与可信方端的注册处理模块相连接；停车请求模块路边节点端的验证模块相连接；司机端对话模块与路边节点端对话模块、云服务器端对话模块分别相连接；司机端确认模块与路边节点端确认模块、云服务器端确认模块分别相连接；司机端支付模块与云服务器端支付模块相连接。

本系统的工作过程，包括以下步骤：

步骤1：对车联网智能停车系统进行初始化。

可信方端选择安全参数，生成系统参数。具体到本实施例，可信方端的参数设定模块选择安全参数k，生成三个阶为q的循环群G₁，G₂，G_T(G₁，G₂的生成元分别为g₁，g₂)和一个双线性映射e：G₁×G₂→G_T，选择两个随机数

作为主私钥；参数设定模块选择

计算

设置

作为主公钥；参数设定模块选择一个哈希函数H；可信方端公布系统参数(g₁，g₂，p，G₁，G₂，G_T，e，H，

)；

步骤2：车位提供商端、司机端和路边节点端向系统注册。

车位提供商端、司机端和路边节点端持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，具体到本实施例，车位提供商端注册模块持唯一真实标识ID_s向可信方端的注册处理模块注册，车位提供商端注册模块随机选择s₀∈Z_p作为车位提供商的私钥，计算公钥

车位提供商端注册模块计算

随机选择

和s₁∈Z_p，计算

和签名

向注册处理模块发送

和签名η；注册处理模块检查签名的有效性，检查

是否等于

完成s₁的交互式证明；检查通过后，注册处理模块随机生成u∈Z_p，计算(S₁，S₂，S₃)←(g^u，(g^u·τ^y)^u，

)；可信方端在数据库中存储(ID_s，τ，η，

)，向车位提供商端返回(S₁，S₂，S₃)；车位提供商端将

作为群组私钥，

作为群组公钥；车位提供商端注册示意图如图2所示；

司机端注册模块以类似的方式持唯一真实标识ID_d向可信方端的注册处理模块注册，获得私钥d₀，公钥

群组私钥

和群组公钥

路边节点端注册模块持唯一真实标识ID_R向可信方端的注册处理模块注册，获得私钥(x₀，y₀)和公钥

这里，由可信方端提供实体注册，保证了云服务器端无法恢复司机和车位提供商的身份；

步骤3：车位提供商端发送空闲车位汇报。

如果持有唯一真实标识ID_i的车位提供商愿意提供空闲车位，那么车位提供商端汇报模块向路边节点端验证模块发送空闲车位汇报Rep_i。具体到本实施例，车位提供商端汇报模块生成基本车位信息，具体包括匿名标识

车位模糊位置Supp_i、供应时间t₁、过期时间t₂和车位费用pr_i；车位提供商端汇报模块根据基本车位信息，按以下步骤生成空闲车位汇报Rep_i：

首先，车位提供商端汇报模块生成临时公钥，用于之后车位提供商与司机的对话，具体到本实施例，车位提供商端汇报模块随机选取k_i∈Z_p，生成临时公钥

之后，车位提供商端汇报模块加密司机的位置和临时公钥，具体到本实施例，车位提供商端汇报模块随机选取r₀∈Z_p，以此加密(Supp_i，K_i，pr_i)，并计算

和

然后，车位提供商端汇报模块计算签名，形成待发给路边节点端的空闲车位汇报Rep_i，具体到本实施例，车位提供商端汇报模块随机选取

计算

和ss_i＝r₂+c_is₁；其中，s₁是车位提供商端在系统初始化阶段选择的私钥元素，(S′_i1，S′_i2，c_i，ss_i)是

的有效签名；车位提供商端汇报模块形成司机的空闲车位汇报

包括车位信息和签名；

最后，车位提供商端存储(k_i，K_i)，车位提供商端汇报模块向路边节点端验证模块发送空闲车位汇报Rep_i；

步骤4：路边节点端验证空闲车位汇报是否有效。

路边节点端验证模块接收到车位提供商端汇报模块的空闲车位汇报Rep_i，验证签名，若验证通过，则将Rep_i存入数据库，路边节点端汇报模块将Rep_i汇报至云服务器端，云服务器端将Rep_i存入自己的数据库，具体到本实施例，路边节点端验证模块计算

检测c_i是否等于H(s′_i1，S′₁₂，S′_i，

Supp_i，t₁，t₂，K_i，pr_i)，若相等，则验证通过，将(

Supp_i，K_i，pr_i，S′_i1，S′_i2)存入数据库，路边节点端汇报模块用将Rep_i汇报至云服务器端，云服务器端将Rep_i存入自己的数据库；若不相等，则丢弃Rep_i，向车位提供商汇报模块返回汇报失败信息；空闲车位汇报和验证示意图如图3所示；

步骤5：司机端发送停车请求。

如果持有唯一真实标识ID_j的司机端需要停车位，那么司机端的停车请求模块生成停车需求信息，向路边节点端验证模块发送停车请求Que_j，具体到本实施例，停车请求模块生成基本停车需求信息，具体包括匿名标识

期望停车区域

请求时间tt₁和过期时间tt₂；停车请求模块根据基本停车需求信息，按以下步骤生成停车请求Que_j：

首先，停车请求模块生成临时公钥，用于之后司机与车位提供商的对话，具体到本实施例，停车请求模块随机选取k_j∈Z_p，生成临时公钥

之后，停车请求模块加密司机的位置和临时公钥，具体到本实施例，停车请求模块随机选取r₀∈Z_p，以此加密

并计算

和

然后，停车请求模块计算签名，形成待发给路边节点端的停车请求Que_j，具体到本实施例，停车请求模块随机选取

计算

和ss_j＝r₄+c_jd₁；其中，(D′_j1，D′_j2，c_j，ss_j)是(

tt₁，tt₂，K_j)的有效签名；停车请求模块形成司机的停车请求

包括停车需求信息和签名；

最后，司机端存储(k_j，K_j)，停车请求模块向路边节点端验证模块发送停车请求Que_j，等待响应；

步骤6：路边节点端验证停车请求是否有效。

路边节点端验证模块接收到司机端的停车请求模块发送的停车请求Que_j，验证签名，若验证通过，则接收停车请求Que_j，待路边节点端请求响应模块对其进行处理；若验证不通过，则丢弃停车请求Que_j，具体到本实施例，路边节点端验证模块计算

和

检查c_j是否等于h，若相等，则验证通过，接收停车请求Que_j，待路边节点端请求响应模块对其进行处理；若不相等，则丢弃停车请求Que_j，向司机端的停车请求模块返回请求失败信息；停车请求和验证示意图如图4所示；

步骤7：路边节点端响应停车请求。

若停车请求Que_j中的期望停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以内，则路边节点端请求响应模块处理停车请求Que_j；若停车请求Que_j中的期望停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以外，则路边节点端汇报模块向云服务器端验证模块发送停车请求Que_j，具体到本实施例，若停车请求Que_j中的停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以内，则路边节点端请求响应模块在自己的数据库中检索满足停车请求Que_j的车位，如果有合适的车位，那么以车位费用升序构成合适的车位信息列表Res，其中，

向司机端的停车请求模块返回用司机临时公钥K_j加密后的Res，跳至步骤9；如果没有合适的车位，那么路边节点端向停车区域

附近的车位提供商端广播停车任务，设置等待截止时间T，等待车位提供商端汇报模块提交空闲车位汇报Rep；到达等待截止时间T后，路边节点端汇报模块将新提交的通过验证的空闲车位汇报列表L_rep上传至云服务器端的数据库维护模块，云服务器端数据库维护模块将L_rep存入自己的数据库；路边节点端请求响应模块在L_rep中检索满足停车请求Que_j的车位，如果有合适的车位，那么以车位费用升序构成合适的车位信息列表Res，向司机端的停车请求模块返回用司机临时公钥K_j加密后的Res，跳至步骤9；该情况下的请求响应过程如图5所示；如果没有合适的车位，那么向司机端的停车请求模块返回请求失败信息；

若停车请求Que_j中的停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以外，则路边节点端汇报模块随机选取r′₀∈Z_p，以此加密(

K_j)，并计算

和

其中，

是云服务器端的公钥，对应的私钥为(x_c，y_c)；路边节点端汇报模块形成并向云服务器端验证模块转发新的停车请求

并等待其返回响应结果；

步骤8：云服务器端响应停车请求。

云服务器端接收并响应路边节点端汇报模块发送的停车请求Que′_j，响应过程和本地请求响应类似，将响应结果返回至路边节点端，路边节点端将响应结果转发至司机端，具体到本实施例，云服务器端验证模块接收到路边节点端汇报模块发送的停车请求Que′_j，以与本地请求验证类似的步骤验证停车请求Que′_j，若验证不通过，则向路边节点端汇报模块返回请求失败信息；否则，接收停车请求Que′_j，云服务器端请求响应模块对其进行响应，步骤与路边节点端在停车请求Que_j中的停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以内的情况下的处理步骤类似；如果有合适的车位，那么以车位费用升序构成合适的车位信息列表Res，向路边节点端汇报模块返回用司机临时公钥K_j加密后的Res；如果没有合适的车位，那么向路边节点端汇报模块返回请求失败信息；路边节点端汇报模块接收到云服务器端请求响应模块返回的响应结果后，路边节点端请求响应模块向司机端的停车请求模块转发该响应结果；

步骤9：匹配的司机端和车位提供商端确认使用车位。

司机端从路边节点端请求响应模块返回的响应结果中选择车位，与对应的车位提供商进行对话，获得车位详细位置，双方确认使用车位，具体到本实施例，司机端接收到路边节点端请求响应模块返回的响应结果后，解密得到车位信息列表Res；选择使用Res_i后，若车位模糊位置supp_i在该路边节点端的覆盖区域以内，则司机端对话模块通过路边节点端对话模块向匿名标识为

的车位提供商端对话模块发送消息，该消息用车位提供商临时公钥K_i加密；车位提供商对话模块将车位详细位置用司机临时公钥K_i加密，将其通过路边节点端对话模块发送至司机端对话模块；

司机接收到详细位置后，司机端确认模块向路边节点端确认模块发送确认信息，路边节点端确认模块向车位提供商确认模块发送司机的相关信息(D′_j1，D′_j2，

K_j)，设置车位确认时限T′；若车位提供商在T′内确认，则路边节点端支付模块开始计时，路边节点端确认模块删除自己数据库中的该车位信息，路边节点端汇报模块通知云服务器端的数据库维护模块将该车位信息删除，数据库维护模块删除云服务器数据库中的该车位信息；若车位提供商没有在T′内确认，则路边节点端为司机检索下一个合适的车位；

若车位模糊位置Supp_i在该路边节点端的覆盖区域以外，则司机端对话模块与车位提供商对话模块通过云服务器端对话模块进行对话，司机端确认模块与车位提供商确认模块通过云服务器端确认模块进行车位确认；

步骤10：司机端向车位提供商端匿名支付停车费。

车位使用结束，司机离开车位时，司机端支付模块通过云服务器端支付模块向车位提供商端匿名支付停车费，具体到本实施例，司机端支付模块、云服务器端支付模块和车位提供商端按以下步骤协作完成停车费支付：

首先，路边节点端支付模块用RSA算法为不同面值的基本虚拟券生成不同的密钥对，具体到本实施例，假设本系统共有三种面值分别为1元、2元、5元的虚拟券，云服务器端支付模块为1元虚拟券选择两个大素数p′₀，q′₀，计算n′₀＝p′₀*q′₀和

选择一个与

互素的随机数e′₀，计算

将(e′₀，n′₀)作为1元虚拟券的公钥，d′₀作为1元虚拟券的私钥；重复密钥对生成的步骤，为2元虚拟券生成公钥(e′₁，n′₁)和私钥d′₁，为5元虚拟券生成公钥(e′₂，n′₂)和私钥d′₂；

然后，司机端支付模块生成虚拟券组合方案，从云服务器端支付模块购买用于向车位提供商支付停车费的虚拟券，具体到本实施例，假设司机端支付模块需要从云服务器端支付模块购买三张面值分别5元、5元、2元的虚拟券，用于向车位提供商支付12元停车费，司机端支付模块生成V＝12，选择三个随机数(A，B，C)和一个隐藏因子F，计算Set(V)＝{A′，B′，C′}，其中，

司机端支付模块向云服务器端支付模块发送(ID，V，Set(V)，H(D，V，Set(V)))，说明(A′，B′，C′)分别对应的面值，并支付12元；

之后，云服务器端支付模块验证司机端支付模块发送的支付信息，并对其签名，具体到本实施例，云服务器端支付模块接收到司机端支付模块发送的(ID，V，Set(V)，H(D，V，Set(V)))，计算H(D，V，Set(V))，检查其是否与司机端支付模块发送的H(D，V，Set(V))相等，若相等，则验证通过，云服务器端支付模块计算

和Sig(H(C′))以类似算法计算；云服务器端支付模块将组合虚拟券{Sig(H(A′))，Sig(H(B′))，Sig(H(C′))}、时间戳ct和组合虚拟券标识c_id存入自己的数据库，向司机端支付模块返回{(A′，Sig(H(A′)))，(B′，Sig(H(B′)))，(C′，Sig(H(C′)))}；

然后，司机端支付模块验证云服务器端支付模块发送的签名，验证通过后用虚拟券向车位提供商支付停车费，具体到本实施例，司机端支付模块接收到云服务器端支付模块发送的{(A′，Sig(H(A′)))，(B′，Sig(H(B′)))，(C′，Sig(H(C′)))}，检查

是否等于

Sig(H(B′))和Sig(H(C′))检查方法类似，若均相等，则司机端支付模块计算Sig(H(A))＝Sig(H(A′))*F^-1，Sig(H(B))和Sig(H(B))计算方法类似；司机端支付模块向车位提供商端支付模块发送加密的组合虚拟券{(A，Sig(H(A)))，(B，Sig(H(B)))，(C，Sig(H(C)))}；司机端从云服务器端购买虚拟券示意图如图6所示；

最后，车位提供商端支付模块通过云服务器端支付模块验证司机端支付模块发送的组合虚拟券是否有效，验证通过后该组合虚拟券作废，车位提供商端支付模块生成新的等值组合虚拟券，具体到本实施例，车位提供商端支付模块接收到司机端支付模块发送的加密的组合虚拟券后，解密得到组合虚拟券{(A，Sig(H(A)))，(B，Sig(H(B)))，(C，Sig(H(C)))}；车位提供商端支付模块向云服务器端支付模块发送该组合优惠券，验证其是否被使用过，若已被使用过，则云服务器端支付模块向车位提供商端支付模块和司机端支付模块发送重新支付提醒；否则，云服务器端支付模块将该组合虚拟券存入自己的数据库，将其标记为已使用，向车位提供商支付模块发送生成新的等值组合虚拟券的提醒；车位提供商支付模块接收到该提醒后，按司机端支付模块生成组合虚拟券的步骤，生成新的等值组合虚拟券，将其发送至云服务器端支付模块，由云服务器端支付模块返回签名；司机端向车位提供商端支付虚拟券示意图如图7所示；

步骤11：可信方端恢复目标司机端的真实身份。

当可信方端的司机身份恢复模块收到针对司机端的举报后，司机身份恢复模块根据目标司机端的签名，恢复目标司机端的真实身份，具体到本实施例，当可信方端的司机身份恢复模块收到针对司机端的举报后，根据目标司机端的签名(D′₁，D′₂)，在追踪列表

中查找使

成立的对应项；如果找到对应项，那么i便是目标司机端的唯一真实标识，司机身份恢复模块将该司机端加入到临时黑名单中并对该司机端实施惩罚，包括拒绝该司机端下次参与智能停车系统和降低该司机端的信用值；如果没找到对应项，则停止查找。

Claims (13)

1.一种基于边缘计算的车联网智能停车系统，其特征在于，包括可信方端、云服务器端、路边节点端、车位提供商端和司机端；

可信方端包括参数设定模块、注册处理模块、司机身份恢复模块；

其中，参数设定模块用于生成系统参数，注册处理模块用于响应路边节点端注册模块、车位提供商端注册模块和司机端注册模块发送的注册请求，司机身份恢复模块用于恢复出目标司机端的真实身份，所述目标司机端指的是被举报的司机端；

云服务器端包括云服务器端验证模块、云服务器端请求响应模块、云服务器端对话模块、云服务器端确认模块、云服务器端支付模块、数据库维护模块；

其中，云服务器验证模块用于验证车位提供商端汇报模块发送的空闲车位汇报和路边节点端汇报模块发送的停车请求，云服务器端请求响应模块用于响应路边节点端汇报模块发送的停车请求，云服务器端对话模块用于协助不在同一路边节点端覆盖范围以内的车位提供商端对话模块和司机端对话模块进行对话，云服务器端确认模块用于协助不在同一路边节点端覆盖范围以内的车位提供商端确认模块和司机端确认模块进行车位确认，云服务器端支付模块用于协助车位提供商端支付模块和司机端支付模块进行停车费匿名支付，数据库维护模块用于组织管理所有的空闲车位信息；

路边节点端包括路边节点端注册模块、路边节点端验证模块、路边节点端汇报模块、路边节点端请求响应模块、路边节点端对话模块、路边节点端确认模块；

其中，路边节点端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，路边节点端验证模块用于验证车位提供商端汇报模块发送的空闲车位汇报和司机端的停车请求模块发送的停车请求，路边节点端汇报模块用于汇报期望停车区域不在覆盖范围以内的停车请求和汇报新增的空闲车位信息，路边节点端请求响应模块用于响应期望停车区域在覆盖范围以内的停车请求，路边节点端对话模块用于协助在覆盖范围以内的车位提供商端对话模块和司机端对话模块进行对话，路边节点端确认模块用于协助在覆盖范围以内的车位提供商端确认模块和司机端确认模块进行车位确认；

车位提供商端包括车位提供商端注册模块、车位提供商端汇报模块、车位提供商端对话模块、车位提供商端确认模块、车位提供商端支付模块；

其中，车位提供商端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，车位提供商端汇报模块用于向路边节点端验证模块和云服务器端验证模块发送空闲车位汇报，车位提供商端对话模块用于通过路边节点端对话模块或云服务器端对话模块与司机端对话模块进行对话，车位提供商端确认模块用于通过路边节点端确认模块或云服务器端确认模块与司机端确认模块进行车位确认，车位提供商端支付模块用于通过云服务器端支付模块从司机端支付模块收取停车费；

司机端包括司机端注册模块、停车请求模块、司机端对话模块、司机端确认模块、司机端支付模块；

其中，司机端注册模块用于向可信方端的注册处理模块发送注册请求，停车请求模块用于向路边节点端验证模块发送停车请求，司机端对话模块用于通过路边节点端对话模块或云服务器端对话模块与车位提供商端对话模块进行对话，司机端确认模块用于通过路边节点端确认模块或云服务器端确认模块与车位提供商端确认模块进行车位确认，司机端支付模块用于通过云服务器端支付模块向车位提供商端支付模块支付停车费；

本系统中各模块的连接关系如下：

所述可信方端的注册处理模块，与路边节点端注册模块、车位提供商端注册模块、司机端注册模块分别相连接；

所述云服务器端的验证模块，与路边节点端汇报模块、车位提供商端汇报模块、云服务器端请求响应模块分别相连接；云服务器端请求响应模块，与路边节点端汇报模块相连接；云服务器端对话模块，与车位提供商端对话模块、司机端对话模块分别相连接；云服务器端确认模块，与车位提供商端确认模块、司机端确认模块分别相连；云服务器端支付模块，与车位提供商端支付模块、司机支付模块分别相连接；数据库维护模块与路边节点汇报模块相连接；

所述路边节点端注册模块与注册处理模块相连接路边节点端验证模块，分别与路边节点端请求响应模块、路边节点端汇报模块、车位提供商端汇报模块和司机端的停车请求模块相连接；路边节点端请求响应模块与路边节点端汇报模块相连接；路边节点端汇报模块与云服务器端验证模块相连接；路边节点端对话模块与车位提供商端对话模块、司机端对话模块分别相连接；路边节点端确认模块与车位提供商端确认模块、司机端确认模块分别相连接；

所述车位提供商端注册模块与可信方端的注册处理模块相连接；车位提供商端汇报模块与路边节点端验证模块、云服务器端验证模块分别相连接；车位提供商端对话模块与路边节点端对话模块、云服务器端对话模块分别相连接；车位提供商端确认模块与路边节点端确认模块、云服务器端确认模块分别相连接；车位提供商端支付模块与云服务器端支付模块相连接；

所述司机端注册模块与可信方端的注册处理模块相连接；停车请求模块路边节点端的验证模块相连接；司机端对话模块与路边节点端对话模块、云服务器端对话模块分别相连接；司机端确认模块与路边节点端确认模块、云服务器端确认模块分别相连接；司机端支付模块与云服务器端支付模块相连接。

2.一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对智能停车系统进行初始化

由可信方端的参数设定模块选择安全参数，生成系统参数；

步骤2：车位提供商端、司机端和路边节点端向系统注册

车位提供商端注册模块持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，获得自己的公私钥和群组公私钥；

司机端注册模块持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，获得自己的公私钥和群组公私钥；

路边节点端注册模块持唯一真实标识向可信方端的注册处理模块申请加入智能停车系统，获得自己的公私钥；

步骤3：车位提供商端向路边节点端发送空闲车位汇报

如车位提供商端愿意提供空闲车位，则车位提供商端汇报模块向路边节点端验证模块发送空闲车位汇报，其中，空闲车位汇报包括匿名标识、车位模糊位置、供应时间、过期时间和车位费用；

步骤4：路边节点端验证空闲车位汇报是否有效

路边节点端验证模块接收到车位提供商端汇报模块的空闲车位汇报，验证签名，若验证通过，则将空闲车位汇报存入自己的数据库，路边节点端汇报模块将空闲车位汇报上报至云服务器端，云服务器端将空闲车位汇报存入自己的数据库；

步骤5：司机端向路边节点端发送停车请求

需要停车位的司机端的停车请求模块生成停车需求信息，向路边节点端验证模块发送停车请求，其中，停车请求包括匿名标识、期望停车区域、请求时间和过期时间；

步骤6：路边节点端验证停车请求是否有效

路边节点端验证模块接收到司机端的停车请求模块发送的停车请求，验证签名，若验证通过，则接收停车请求，待路边节点端请求响应模块对其进行处理；若验证不通过，则丢弃停车请求；

步骤7：路边节点端响应停车请求

若停车请求中的期望停车区域在该路边节点端的覆盖区域以内，则路边节点端请求响应模块响应停车请求，跳至步骤9；若停车请求中的期望停车区域在该路边节点端的覆盖区域以外，则路边节点端汇报模块向云服务器端验证模块发送停车请求，等待其响应结果；

步骤8：云服务器端响应停车请求

云服务器端接收并响应路边节点端汇报模块发送的停车请求，响应过程和本地请求响应类似，将响应结果返回至路边节点端，路边节点端将响应结果转发至司机端；

步骤9：匹配的司机端和车位提供商端确认使用车位

司机端从路边节点端请求响应模块返回的响应结果中选择车位，与对应的车位提供商进行对话，获得车位详细位置，双方确认使用车位；

步骤10：司机端向车位提供商端匿名支付停车费

车位使用结束，司机离开车位时，司机端支付模块通过云服务器端支付模块向车位提供商端匿名支付停车费；

步骤11：可信方端恢复目标司机端的真实身份

当可信方端的司机身份恢复模块收到针对司机端的举报后，司机身份恢复模块根据目标司机端的签名，恢复目标司机端的真实身份。

3.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤1的初始化方法为：

可信方端的参数设定模块选择安全参数k，生成三个阶为q的循环群G₁，G₂，G_T，G₁，G₂的生成元分别为g₁，g₂，和一个双线性映射e：G₁×G₂→G_T，选择两个随机数

作为主私钥；参数设定模块选择

计算

设置

作为主公钥；参数设定模块选择一个哈希函数H；可信方端公布系统参数

4.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤2的实现方法为：

车位提供商端、司机端和路边节点端持唯一真实标识，向处理模块，具体到本实施例，车位提供商端注册模块持唯一真实标识ID_s向可信方端的注册处理模块注册，车位提供商端注册模块随机选择s₀∈Z_p作为车位提供商的私钥，计算公钥

车位提供商端注册模块计算

随机选择

和s₁∈Z_p，计算

和签名

向注册处理模块发送

和签名η；注册处理模块检查签名的有效性，检查

是否等于

完成s₁的交互式证明；检查通过后，注册处理模块随机生成u∈Z_p，计算

可信方端在数据库中存储

向车位提供商端返回(S₁，S₂，S₃)；车位提供商端将

作为群组私钥，

作为群组公钥；

司机端注册模块以类似的方式持唯一真实标识ID_d向可信方端的注册处理模块注册，获得私钥d₀，公钥

群组私钥

和群组公钥

路边节点端注册模块持唯一真实标识ID_R向可信方端的注册处理模块注册，获得私钥(x₀，y₀)和公钥

5.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤3的实现方法为：

车位提供商端汇报模块生成基本车位信息，具体包括匿名标识

车位模糊位置Supp_i、供应时间t₁、过期时间t₂和车位费用pr_i；车位提供商端汇报模块根据基本车位信息，按以下步骤生成空闲车位汇报Rep_i：

首先，车位提供商端汇报模块生成临时公钥，用于之后车位提供商与司机的对话，具体到本实施例，车位提供商端汇报模块随机选取k_i∈Z_p，生成临时公钥

之后，车位提供商端汇报模块加密司机的位置和临时公钥，具体到本实施例，车位提供商端汇报模块随机选取r₀∈Z_p，以此加密(Supp_i，K_i，pr_i)，并计算

和

然后，车位提供商端汇报模块计算签名，形成待发给路边节点端的空闲车位汇报Rep_i，具体到本实施例，车位提供商端汇报模块随机选取

计算

和ss_i＝r₂+c_is₁；其中，s₁是车位提供商端在系统初始化阶段选择的私钥元素，(S′_i1，S′_i2，c_i，ss_i)是

的有效签名；车位提供商端汇报模块形成司机的空闲车位汇报

包括车位信息和签名；

最后，车位提供商端存储(k_i，K_i)，车位提供商端汇报模块向路边节点端验证模块发送空闲车位汇报Rep_i。

6.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤4的实现方法为：

路边节点端验证模块计算

检测c_i是否等于

若相等，则验证通过，将

存入数据库，路边节点端汇报模块用将Rep_i汇报至云服务器端，云服务器端将Rep_i存入自己的数据库；若不相等，则丢弃Rep_i，向车位提供商汇报模块返回汇报失败信息。

7.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤5的实现方法为：

停车请求模块生成基本停车需求信息，具体包括匿名标识

期望停车区域

请求时间tt₁和过期时间tt₂；停车请求模块根据基本停车需求信息，按以下步骤生成停车请求Que_j：

首先，停车请求模块随机选取k_j∈Z_p，生成临时公钥

用于之后司机与车位提供商的对话，

之后，停车请求模块加密司机的位置和临时公钥：停车请求模块随机选取r₀∈Z_p，以此加密

并计算

和

然后，停车请求模块计算签名，形成待发给路边节点端的停车请求Que_j：停车请求模块随机选取

计算

和ss_j＝r₄+c_jd₁；其中，(D′_j1，D′_j2，c_j，ss_j)是

的有效签名；停车请求模块形成司机的停车请求

包括停车需求信息和签名；

最后，司机端存储(k_j，K_j)，停车请求模块向路边节点端验证模块发送停车请求Que_j，等待响应。

8.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤6的实现方法为：

路边节点端验证模块计算

和

检查c_j是否等于h，若相等，则验证通过，接收停车请求Que_j，待路边节点端请求响应模块对其进行处理；若不相等，则丢弃停车请求Que_j，向司机端的停车请求模块返回请求失败信息。

9.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤7的实现方法为：

若停车请求Que_j中的停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以内，则路边节点端请求响应模块在自己的数据库中检索满足停车请求Que_j的车位，如果有合适的车位，那么以车位费用升序构成合适的车位信息列表Res，其中，

向司机端的停车请求模块返回用司机临时公钥K_j加密后的Res，跳至步骤9；如果没有合适的车位，那么路边节点端向停车区域

附近的车位提供商端广播停车任务，设置等待截止时间T，等待车位提供商端汇报模块提交空闲车位汇报Rep；到达等待截止时间T后，路边节点端汇报模块将新提交的通过验证的空闲车位汇报列表L_rep上传至云服务器端的数据库维护模块，云服务器端数据库维护模块将L_rep存入自己的数据库；路边节点端请求响应模块在L_rep中检索满足停车请求Que_j的车位，如果有合适的车位，那么以车位费用升序构成合适的车位信息列表Res，向司机端的停车请求模块返回用司机临时公钥K_j加密后的Res，跳至步骤9；如果没有合适的车位，那么向司机端的停车请求模块返回请求失败信息；

若停车请求Que_j中的停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以外，则路边节点端汇报模块随机选取r′₀∈Z_p，以此加密

并计算

和

其中，

是云服务器端的公钥，对应的私钥为(x_c，y_c)；路边节点端汇报模块形成并向云服务器端验证模块转发新的停车请求

并等待其返回响应结果。

10.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤8的实现方法为：

云服务器端验证模块接收到路边节点端汇报模块发送的停车请求Que′_j，以与本地请求验证类似的步骤验证停车请求Que′_j，若验证不通过，则向路边节点端汇报模块返回请求失败信息；否则，接收停车请求Que′_j，云服务器端请求响应模块对其进行响应，步骤与路边节点端在停车请求Que_j中的停车区域

在该路边节点端的覆盖区域以内的情况下的处理步骤类似；如果有合适的车位，那么以车位费用升序构成合适的车位信息列表Res，向路边节点端汇报模块返回用司机临时公钥K_j加密后的Res；如果没有合适的车位，那么向路边节点端汇报模块返回请求失败信息；路边节点端汇报模块接收到云服务器端请求响应模块返回的响应结果后，路边节点端请求响应模块向司机端的停车请求模块转发该响应结果。

11.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤9的实现方法为：

司机端接收到路边节点端请求响应模块返回的响应结果后，解密得到车位信息列表Res；选择使用Res_i后，若车位模糊位置Supp_i在该路边节点端的覆盖区域以内，则司机端对话模块通过路边节点端对话模块向匿名标识为

的车位提供商端对话模块发送消息，该消息用车位提供商临时公钥K_i加密；车位提供商对话模块将车位详细位置用司机临时公钥K_j加密，将其通过路边节点端对话模块发送至司机端对话模块；

司机接收到详细位置后，司机端确认模块向路边节点端确认模块发送确认信息，路边节点端确认模块向车位提供商确认模块发送司机的相关信息

设置车位确认时限T′；若车位提供商在T′内确认，则路边节点端支付模块开始计时，路边节点端确认模块删除自己数据库中的该车位信息，路边节点端汇报模块通知云服务器端的数据库维护模块将该车位信息删除，数据库维护模块删除云服务器数据库中的该车位信息；若车位提供商没有在T′内确认，则路边节点端为司机检索下一个合适的车位；

若车位模糊位置Supp_i在该路边节点端的覆盖区域以外，则司机端对话模块与车位提供商对话模块通过云服务器端对话模块进行对话，司机端确认模块与车位提供商确认模块通过云服务器端确认模块进行车位确认。

12.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤10的实现方法为：

车位使用结束，司机离开车位时，司机端支付模块通过云服务器端支付模块向车位提供商端匿名支付停车费，具体到本实施例，司机端支付模块、云服务器端支付模块和车位提供商端按以下步骤协作完成停车费支付：

首先，路边节点端支付模块用RSA算法为不同面值的基本虚拟券生成不同的密钥对：假设共有三种面值分别为1元、2元、5元的虚拟券，云服务器端支付模块为1元虚拟券选择两个大素数p′₀，q′₀，计算n′₀＝p′₀*q′₀和

选择一个与

互素的随机数e′₀，计算

将(e′₀，n′₀)作为1元虚拟券的公钥，d′₀作为1元虚拟券的私钥；重复密钥对生成的步骤，为2元虚拟券生成公钥(e′₁，n′₁)和私钥d′₁，为5元虚拟券生成公钥(e′₂，n′₂)和私钥d′₂；

然后，司机端支付模块生成虚拟券组合方案，从云服务器端支付模块购买用于向车位提供商支付停车费的虚拟券：假设司机端支付模块需要从云服务器端支付模块购买三张面值分别5元、5元、2元的虚拟券，用于向车位提供商支付12元停车费，司机端支付模块生成V＝12，选择三个随机数(A，B，C)和一个隐藏因子F，计算Set(V)＝{A′，B′，C′}，其中，

司机端支付模块向云服务器端支付模块发送(ID，V，Set(V)，H(D，V，Set(V)))，说明(A′，B′，C′)分别对应的面值，并支付12元；

之后，云服务器端支付模块验证司机端支付模块发送的支付信息，并对其签名：云服务器端支付模块接收到司机端支付模块发送的(ID，V，Set(V)，H(D，V，Set(V)))，计算H(D，V，Set(V))，检查其是否与司机端支付模块发送的H(D，V，Set(V))相等，若相等，则验证通过，云服务器端支付模块计算

Sig(H(B′))和Sig(H(C′))以类似算法计算；云服务器端支付模块将组合虚拟券{Sig(H(A′))，Sig(H(B′))，Sig(H(C′))}、时间戳ct和组合虚拟券标识c_id存入自己的数据库，向司机端支付模块返回{(A′，Sig(H(A′)))，(B′，Sig(H(B′)))，(C′，Sig(H(C′)))}；

然后，司机端支付模块验证云服务器端支付模块发送的签名，验证通过后用虚拟券向车位提供商支付停车费：司机端支付模块接收到云服务器端支付模块发送的{(A′，Sig(H(A′)))，(B′，Sig(H(B′)))，(C′，Sig(H(C′)))}，检查

是否等于

Sig(H(B′))和Sig(H(C′))检查方法类似，若均相等，则司机端支付模块计算Sig(H(A))＝Sig(H(A′))*F^-1，Sig(H(B))和Sig(H(B))计算方法类似；司机端支付模块向车位提供商端支付模块发送加密的组合虚拟券{(A，Sig(H(A)))，(B，Sig(H(B)))，(C，Sig(H(C)))}；

最后，车位提供商端支付模块接收到司机端支付模块发送的加密的组合虚拟券后，解密得到组合虚拟券{(A，Sig(H(A)))，(B，Sig(H(B)))，(C，Sig(H(C)))}；车位提供商端支付模块向云服务器端支付模块发送该组合虚拟券，验证其是否被使用过，若已被使用过，则云服务器端支付模块向车位提供商端支付模块和司机端支付模块发送重新支付提醒；否则，云服务器端支付模块将该组合虚拟券存入自己的数据库，将其标记为已使用，向车位提供商支付模块发送生成新的等值组合虚拟券的提醒；车位提供商支付模块接收到该提醒后，按司机端支付模块生成组合虚拟券的步骤，生成新的等值组合虚拟券，将其发送至云服务器端支付模块，由云服务器端支付模块返回签名。

13.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的车联网智能停车系统的工作方法，其特征在于，所述步骤11的实现方法为：

当可信方端的司机身份恢复模块收到针对司机端的举报后，根据目标司机端的签名(D′₁，D′₂)，在追踪列表

中查找使

成立的对应项；如果找到对应项，那么i便是目标司机端的唯一真实标识，司机身份恢复模块将该司机端加入到临时黑名单中并对该司机端实施惩罚，包括拒绝该司机端下次参与智能停车系统和降低该司机端的信用值；如果没找到对应项，则停止查找。

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