JP2020119230A - 車両情報収集システム - Google Patents

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Nariaki Tamaki
成章 玉樹
幸治 平林
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幸治 平林
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【課題】センタ装置が収集した車両情報が漏洩したとしても個人プライバシー情報の漏れを防ぐ車両情報収集システムを提供する。【解決手段】複数の車両と、複数の車両から情報を収集するセンタ装置と、を含む車両情報収集システムであって、複数の車両は、それぞれ、車両情報を取得する取得部と、車両情報に準同型暗号化を施して暗号化車両情報を生成する暗号化部と、暗号化車両情報について所定の統計処理を実施する統計処理部と、他の車両と暗号化車両情報を交換可能であり、またセンタ装置と通信可能である送受信部と、を備え、暗号化車両情報を他車両と交換したいずれか1つの車両は、統計処理部が自車両及び他車両の暗号化車両情報に統計処理を実施し、送受信部が統計処理後の暗号化車両情報をセンタ装置に送信する。【選択図】図1

Description

本発明は、複数の車両と複数の車両から車両情報を収集するセンタ装置とを含む車両情報収集システムに関する。
ビッグデータ解析などのため、センタ装置が複数の車両から車両情報を収集するシステムが知られている。この車両情報には個人のプライバシーに関わる内容も含まれている可能性があるため、車両からセンタ装置へは、車両情報が暗号化されて送信されることが一般的である。
センタ装置で車両情報を統計処理しようとした場合、暗号化された車両情報を一旦復号して平文に戻す必要がある。しかし、平文に戻した車両情報が匿名化されていない場合、この平文状態で車両情報が外部に漏洩してしまうと個人プライバシー情報も漏れてしまい問題である。また、暗号化された車両情報が外部に漏洩した場合であっても、暗号鍵が漏洩してしまうと同様の問題が生じる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、センタ装置が収集した車両情報が漏洩したとしても、個人プライバシー情報が漏れることを防ぐことができる、車両情報収集システムを提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の車両と、複数の車両から情報を収集するセンタ装置と、を含む車両情報収集システムであって、複数の車両は、それぞれ、車両情報を取得する取得部と、車両情報に準同型暗号化を施して暗号化車両情報を生成する暗号化部と、暗号化車両情報について所定の統計処理を実施する統計処理部と、他の車両と暗号化車両情報を交換可能であり、またセンタ装置と通信可能である送受信部と、を備え、暗号化車両情報を他車両と交換したいずれか1つの車両は、統計処理部が自車両及び他車両の暗号化車両情報に統計処理を実施し、送受信部が統計処理後の暗号化車両情報をセンタ装置に送信する。
上記本発明の車両情報収集システムによれば、センタ装置が収集した車両情報が漏洩したとしても、統計処理済みであるので、個人プライバシー情報が漏れることを防ぐことができる。
第1の実施形態に係る車両情報収集システムの概略構成を示すブロック図 図1の車両の詳細な機能ブロック図 図1の車両が実行する暗号化処理の手順を説明するフローチャート 図1の車両が実行する統計処理の手順を説明するフローチャート 第2の実施形態に係る車両情報収集システムの概略構成を示すブロック図 図5の車両及びエッジサーバの詳細な機能ブロック図 図5の車両が実行する暗号化処理の手順を説明するフローチャート 図5のエッジサーバが実行する統計処理の手順を説明するフローチャート
本発明の車両情報収集システムは、複数の車両が2者間で準同型暗号化された車両情報を互いに受け渡し、いずれか一方の車両が車両情報に統計処理を実施してセンタ装置に送信する。センタ装置は、各車両からは個人プライバシー情報が特定不可能(匿名化)となった統計処理後の車両情報しか受信しないので、センタ装置が収集した車両情報が万一漏洩したとしても、各車両の個人プライバシー情報が漏れることを防止できる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1の実施形態]
<構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る車両情報収集システム1の概略構成を示すブロック図である。図1に例示した車両情報収集システム1は、複数の車両10及びセンタ装置20を備えている。複数の車両10は、相互に通信可能に構成されており、また、センタ装置20へも通信可能に構成されている。
なお、図1では、車両情報収集システム1に含まれる車両10が3つ(A,B、C)の場合を示しているが、車両の数は2つ又は4つ以上であっても構わない。また、図1では、センタ装置20と通信する車両が車両Aである場合を示しているが、後述する制御に基づき、車両A以外の車両がセンタ装置20と通信する場合もあり得る。
図2は、各車両10が備える車両情報収集に関わる機能ブロックを示す図である。図2において、車両10は、取得部11と、暗号化部12と、統計処理部13と、送受信部14と、を含んでいる。これらの一部又は全部は、典型的にはプロセッサ、メモリ、インタフェースを備えた電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)として構成され得る。
取得部11は、車両に搭載されたセンサ、カメラ、メモリ等(図示せず)から、所定の車両情報を取得する。所定の車両情報には、車両の走行状態を示す情報、車両の周辺環境を示す情報、及び個人のプライバシーに関する情報などが含まれる。この個人プライバシー情報とは、後述する統計処理を実施することが可能な情報であり、かつ、統計処理を加えることによって統計データとしての価値は残るが個人プライバシー情報としての価値は消えてしまう情報(例えば、個人による1トリップでの走行距離など)である。
暗号化部12は、取得部11が取得した車両情報に所定の暗号化処理を施す。所定の暗号化処理とは、暗号化された状態で所定の演算が可能な準同型の暗号化処理である。全ての車両(A,B、C)において同じ準同型暗号化処理が実施される。
統計処理部13は、暗号化部12において準同型暗号化処理が実施された車両情報を用いて所定の統計処理を行う。所定の統計処理としては、加算演算及び乗算演算を例示できる。
送受信部14は、周辺の他車両との間で所定の送信データの受け渡し(交換)を行う。また、送受信部14は、センタ装置20に対して暗号化された車両情報を含む所定の送信データを送信する。これらの送信データについては、後述する。
センタ装置20は、車両10から1つ以上の送信データを収集し、予め保持する暗号鍵を用いて暗号化された車両情報を復号して解析する。そして、センタ装置20は、車両情報の解析結果を、例えば車両の安全安心を維持するためなどを含む様々な目的のために活用する。
<制御>
次に、図3及び図4をさらに参照して、本発明の第1の実施形態に係る車両情報収集システム1が実施する制御を説明する。図3は、車両10が実行する暗号化処理の手順を説明するフローチャートである。図4は、車両10が実行する統計処理の手順を説明するフローチャートである。
(車両での暗号化処理)
図3に示す暗号化処理は、複数の車両10においてそれぞれ実施される。なお、以下の説明において使用する車両情報D、暗号化車両情報Enc(D)、カウンタ値T、乱数R、及び送信データSDの添え字は、対象となる車両10に合わせている。図3では、対象となる車両10を「車両A」として説明している。
ステップS301:車両Aは、車両情報Dを取得する。この車両情報Dは、例えば予め定められた周期で定期的に取得されたり、所定のイベントの発生に応じて不定期に取得されたりする。
ステップS302:車両Aは、車両情報Dに所定の準同型暗号化を施して、暗号化車両情報Enc(D)を生成する。準同型暗号化には、周知の手法を適用することができる。
ステップS303:車両Aは、所定のカウンタ値Tに「1」を代入して初期化する。
ステップS304:車両Aは、0以上かつ1以下の乱数Rを発生させる。
ステップS305:車両Aは、暗号化車両情報Enc(D)、カウンタ値T、及び乱数Rを含む送信データSDを生成する。送信データSDが生成されると、本暗号化処理が終了する。
(車両による統計処理)
図4に示す統計処理は、暗号化処理が終了した車両10においてそれぞれ適宜実施される。なお、図4では、車両Aを一例に挙げて、車両Aが、車両Bとの間で暗号化車両情報Enc(D)を交換して統計処理を行う場合を説明する。
ステップS401:車両10は、送信データSDの生成が終了した他車両(例えば隣接車両)の1つとの間で、送信データSDの受け渡しを実施する。本実施形態では、車両Aは、車両Bへ送信データSD{Enc(D),T,R}を送信し、車両Bから送信データSD{Enc(D),T,R}を受信することで、2台の車両間で送信データSDの受け渡しを行う。
ステップS402:車両10は、送信データSDの受け渡しが完了すると、自車両の送信データSDに含まれる乱数Rが、他車両の送信データSDに含まれる乱数Rよりも大きいか否かを判断する。この判断は、どちらの車両が主体となって統計処理を行うのかを決定するために行われる。本実施形態では、自車両Aの送信データSDに含まれる乱数Rが、他車両Bの送信データSDに含まれる乱数Rよりも大きいか否かが判断される。なお、双方の乱数R及びRが同じ値であるような場合には、再度乱数を発生させて交換し直してもよいし、予め付与された車両10の優先度に基づいて、統計処理を行う車両を判断してもよい。
乱数Rが乱数Rよりも大きい場合は(ステップS402、はい)、車両Aが主体となって統計処理を行うためステップS403に処理が進み、乱数Rが乱数Rよりも小さい場合は(ステップS402、いいえ)、統計処理を車両Bに任せるためステップS408に処理が進む。
ステップS403:車両10は、暗号化車両情報Enc(D)について所定の統計処理F(x,y)を実施する。統計処理F(x,y)としては、xとyの加算又は乗算を例示できる。本実施形態では、自車両Aの送信データSDに含まれる暗号化車両情報Enc(D)と他車両Bの送信データSDに含まれる暗号化車両情報Enc(D)とを、統計処理して、F(Enc(D),Enc(D))を演算する。この統計処理により、車両情報Dと車両情報Dとが混ざり、それぞれの個人プライバシー情報を特定不可能(匿名化)とすることができる。
ステップS404:車両10は、カウンタ値Tを1つカウントアップして更新する。本実施形態では、自車両Aのカウンタ値Tを1つカウントアップする。
ステップS405:車両10は、上記ステップS403及びS404の処理に基づいて、送信データSDを更新する。本実施形態では、自車両Aの送信データSD及び他車両Bの送信データSDを破棄し、統計処理F(x,y)済みのデータ、カウントアップ後のカウンタ値T、及び乱数Rを含む送信データSDAB{F(Enc(D),Enc(D)),T,R}を新たに生成する。なお、乱数Rは、このタイミングで新たに発生し直してもよい。
ステップS406:車両10は、カウンタ値Tが所定の基準値T以上であるか否かを判断する。この判断は、送信データSDをある所定数まとめて統計処理F(x,y)を行ってから送信データSDをセンタ装置20に送信するようにするために行われる。基準値Tは、車両10とセンタ装置20との間の通信帯域や送信データSDのデータ量などに基づいて適宜設定することができる。本実施形態では、自車両Aの送信データSDに含まれるカウンタ値Tが基準値T以上であるか否かを判断する。
カウンタ値Tが基準値T以上である場合は(ステップS406、はい)、まとまった統計処理ができたと判断されてステップS407に処理が進み、カウンタ値Tが基準値T未満である場合は(ステップS406、いいえ)、統計処理を継続するためにステップS401に処理が進む。
ステップS407:車両10は、送信データSDをセンタ装置20に送信する。本実施形態では、送信データSDAB{F(x,y),T,R}がセンタ装置20に送信される。なお、乱数Rは、センタ装置20に送信しなくてもよい。
ステップS408:車両10は、保持している送信データSDを全て破棄してクリアにする。本実施形態では、車両Aが保持している全ての送信データSD(送信データSD、送信データSD、及び送信データSDAB)を破棄する。このように、最終的に送信データSDをクリアすることによって、車両Aの送信データSDが別の車両を経てセンタ装置20に送信されるといった重複送信が生じることを防止できる。これにより、統計処理が終了する。
(センタ装置での解析処理)
センタ装置20は、車両10から送信データSDを受信し、統計処理F(x,y)済みの暗号化車両情報Enc(D)を抽出する。そして、センタ装置20は、抽出した統計処理F(x,y)済みの暗号化車両情報Enc(D)を予め保持する暗号鍵を用いて復号し、統計処理F(x,y)済みの車両情報Dを取得する。例えば、統計処理F(Enc(D),Enc(D))からは、統計処理F(D,D)が取得できる。
<作用・効果>
以上のように、本発明の第1の実施形態に係る車両情報収集システム1によれば、複数の車両10が2者間で準同型暗号化された車両情報を互いに随時受け渡し(交換し)、いずれか一方の車両10が車両情報に統計処理を実施してセンタ装置20に送信する。この処理により、センタ装置20は、各車両10からは個人プライバシー情報が特定不可能(匿名化)となった統計処理後の車両情報しか受信しなくなる。よって、センタ装置20が収集した車両情報が万一漏洩したとしても、各車両10の個人プライバシー情報が漏れることを防止できる。
また、車両10の2者間で互いに送受信する車両情報は、各々準同型暗号化処理が施されているので、一方の車両10の車両情報が他方の車両10に漏れる心配がない。また、車両情報は、受け渡ししたいずれか一方の車両10だけがセンタ装置20に送信するので、車両情報の重複送信がなくなり、センタ装置20への通信を最小限に抑えることができる。
[第2の実施形態]
<構成>
図5は、本発明の第2の実施形態に係る車両情報収集システム2の概略構成を示すブロック図である。図5に例示した車両情報収集システム2は、複数の車両30、エッジサーバ40、及びセンタ装置20を備えている。複数の車両30は、エッジサーバ40と通信可能に構成されている。エッジサーバ40は、センタ装置20と通信可能に構成されている。
なお、図1では、車両情報収集システム2に含まれる車両30が3つ(A,B、C)の場合を示しているが、車両の数は2つ又は4つ以上であっても構わない。
図6は、各車両30及びエッジサーバ40が備える車両情報収集に関わる機能ブロックを示す図である。図6において、車両30は、取得部31と、暗号化部32と、送受信部33と、を含んでいる。これらの一部又は全部は、典型的にはプロセッサ、メモリ、インタフェースを備えた電子制御装置(ECU)として構成され得る。エッジサーバ40は、統計処理部41と、送受信部42と、を含んでいる。
車両30の取得部31は、車両に搭載されたセンサ、カメラ、メモリ等(図示せず)から、所定の車両情報を取得する。所定の車両情報には、車両の走行状態を示す情報、車両の周辺環境を示す情報、及び個人のプライバシーに関する情報などが含まれる。
車両30の暗号化部32は、取得部31が取得した車両情報に所定の暗号化処理を施す。所定の暗号化処理とは、暗号化された状態で所定の演算が可能な準同型の暗号化処理である。全ての車両(A,B、C)において同じ準同型暗号化処理が実施される。
車両30の送受信部33は、エッジサーバ40に暗号化された車両情報を含む送信データを送信する。
エッジサーバ40の送受信部42は、車両30から暗号化された車両情報を含む送信データを受信する。また、送受信部42は、統計処理部41で所定の統計処理が行われた送信データをセンタ装置20へ送信する。
エッジサーバ40の統計処理部41は、送受信部42が受信した複数の送信データに所定の統計処理を行う。所定の統計処理としては、加算演算及び乗算演算を例示できる。
センタ装置20は、エッジサーバ40から統計処理が行われた送信データを受信、予め保持する暗号鍵を用いて送信データに含まれる暗号化された車両情報を復号して解析する。そして、センタ装置20は、車両情報の解析結果を車両の安全安心を維持するためなどに活用する。
<制御>
次に、図7及び図8をさらに参照して、本発明の第2の実施形態に係る車両情報収集システム2が実施する制御を説明する。図7は、車両30が実行する暗号化処理の手順を説明するフローチャートである。図8は、エッジサーバ40が実行する統計処理の手順を説明するフローチャートである。
(車両での暗号化処理)
図7に示す暗号化処理は、複数の車両30においてそれぞれ実施される。なお、以下の説明において使用する車両情報D、暗号化車両情報Enc(D)及び送信データSDの添え字は、対象となる車両30に合わせている。図7では、対象となる車両30を「車両A」として説明している。
ステップS701:車両Aは、車両情報Dを取得する。この車両情報Dは、例えば予め定められた周期で定期的に取得されたり、所定のイベントの発生に応じて不定期に取得されたりする。
ステップS702:車両Aは、車両情報Dに所定の準同型暗号化を施して、暗号化車両情報Enc(D)を生成する。準同型暗号化には、周知の手法を適用することができる。
ステップS703:車両Aは、暗号化車両情報Enc(D)を含む送信データSDをエッジサーバ40に送信する。送信データSDが送信されると、本暗号化処理が終了する。
<エッジサーバによる統計処理>
ステップS801:エッジサーバ40は、複数の車両30から送信データSDを随時受信する。
ステップS802:エッジサーバ40は、受信した送信データSDの数が所定の基準値T以上であるか否かを判断する。この判断は、ある程度まとめて下記の統計処理F(x,y)を行ってから送信データSDをセンタ装置20に送信するようにするために行われる。基準値Tは、エッジサーバ40とセンタ装置20との間の通信帯域や送信データSDのデータ量などに基づいて適宜設定することができる。
受信した送信データSDの数が基準値T以上である場合は(ステップS802、はい)、まとまった数の送信データSDが受信できたと判断されてステップS803に処理が進み、受信した送信データSDの数が基準値T未満である場合は(ステップS802、いいえ)、ステップS801に処理が進む。
ステップS803:エッジサーバ40は、複数の送信データSDについて所定の統計処理Fを実施する。統計処理Fとしては、データの加算又は乗算を例示できる。本実施形態では、基準値Tの数の送信データSDを統計処理して、F(SD,SD,…,SDTL)を演算する。この統計処理により、複数の車両情報D,D,DTLが混ざり、それぞれの個人プライバシー情報を特定不可能(匿名化)とすることができる。
ステップS804:エッジサーバ40は、統計処理済みの送信データSD:F(SD,SD,…,SDTL)をセンタ装置20に送信する。
ステップS805:エッジサーバ40は、保持している統計処理済みの送信データSDを破棄してクリアにする。これにより、統計処理が終了する。
(センタ装置での解析処理)
センタ装置20は、エッジサーバ40から送信データSDを受信し、送信データSDに含まれる暗号化車両情報Enc(D)を予め保持する暗号鍵を用いて復号し、統計処理済みの車両情報Dを取得する。
<作用・効果>
以上のように、本発明の第2の実施形態に係る車両情報収集システム2によれば、複数の車両30が準同型暗号化された車両情報をエッジサーバ40に送信し、エッジサーバ40が受信した複数の車両情報に統計処理を実施してセンタ装置20に送信する。この処理により、センタ装置20は、エッジサーバ40からは個人プライバシー情報が特定不可能(匿名化)となった統計処理後の車両情報しか受信しなくなる。よって、センタ装置20が収集した車両情報が万一漏洩したとしても、各車両30の個人プライバシー情報が漏れることを防止できる。
また、エッジサーバ40が車両30から受信する車両情報は、各々準同型暗号化処理が施されているので、エッジサーバ40から車両30の平文の車両情報が漏れる心配がない。また、エッジサーバ40は、所定の基準値T単位で送信データSDの統計処理を分散して実施するので、基準値Tを適切に設定すればセンタ装置20への通信を最小限に抑えることも可能である。
<その他の実施形態>
なお、車両が送信する暗号化車両情報Enc(D)を個人プライバシー情報には該当しないVIN(Vehicle Identification Number)と紐付けておいてもよい。このように紐付けておけば、例えば同じ車両の車両情報Dが含まれた異なる統計済みデータの存在、すなわち統計処理の重複をこのVINに基づいて特定することが可能となる。よって、このような場合には、同じ車両の車両情報Dが含まれた統計済みデータの一方を破棄するなどして、統計データの信頼性を向上させることに役立てることができる。
また、匿名化する車両情報(個人プライバシー情報)の機微性に応じて統計処理を実施する情報数を変更してもよい。例えば、統計処理を実施する車両情報数を多くすれば、処理に時間が掛かるが匿名性が高くなり、統計処理を実施する車両情報数を少なくすれば、処理の時間は短くなるが匿名性が低くなる。
本発明の情報収集システムは、複数の車両と複数の車両から車両情報を収集するセンタ装置とを含む車両に利用可能である。
1、2 車両情報収集システム
10、30 車両
11、31 取得部
12、32 暗号化部
13、41 統計処理部
14、33、42 送受信部
20 センタ装置
40 エッジサーバ

Claims (1)

  1. 複数の車両と、当該複数の車両から情報を収集するセンタ装置と、を含む車両情報収集システムであって、
    前記複数の車両は、それぞれ、
    車両情報を取得する取得部と、
    前記車両情報に準同型暗号化を施して暗号化車両情報を生成する暗号化部と、
    前記暗号化車両情報について所定の統計処理を実施する統計処理部と、
    他の車両と前記暗号化車両情報を交換可能であり、また前記センタ装置と通信可能である送受信部と、を備え、
    前記暗号化車両情報を他車両と交換したいずれか1つの車両は、前記統計処理部が自車両及び他の車両の前記暗号化車両情報に前記統計処理を実施し、前記送受信部が前記統計処理後の前記暗号化車両情報を前記センタ装置に送信する、
    車両情報収集システム。
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