KR20240017604A - VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법 - Google Patents

VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240017604A
KR20240017604A KR1020220095509A KR20220095509A KR20240017604A KR 20240017604 A KR20240017604 A KR 20240017604A KR 1020220095509 A KR1020220095509 A KR 1020220095509A KR 20220095509 A KR20220095509 A KR 20220095509A KR 20240017604 A KR20240017604 A KR 20240017604A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
traffic information
node
rsu
information data
transaction
Prior art date
Application number
KR1020220095509A
Other languages
English (en)
Inventor
도인실
박한울
허가빈
Original Assignee
이화여자대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화여자대학교 산학협력단 filed Critical 이화여자대학교 산학협력단
Priority to KR1020220095509A priority Critical patent/KR20240017604A/ko
Publication of KR20240017604A publication Critical patent/KR20240017604A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0108—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0125—Traffic data processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템에 관한 것으로, 이벤트가 발생하면 상기 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집하는 차량 노드; 및 상기 교통 정보 데이터를 수신하여 상기 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성하는 RSU(Roadside Unit) 노드를 포함하고, 상기 차량 노드 및 상기 RSU 노드는 블록체인 네트워크를 구성하며, 상기 RSU 노드는, 상기 이벤트 메시지를 상기 블록체인 네트워크에 업로드하고, 상기 교통 정보 데이터를 IPFS(Inter-Planetary File System)에 저장시킨다. 이에 의해, 데이터를 안전하고 신속하게 전달할 수 있는 실시간성 및 보안성을 보장하는 것은 물론, 동일한 메시지를 중복으로 수신하고 전달하는 과정에서 발생하는 브로드캐스트 스톰 문제를 해결할 수 있다.

Description

VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법{TRAFFIC INFORMATION SYSTEM AND TRAFFIC INFORMATION MANAGEMENT METHOD BASED ON VANET ENVIRONMENT}
본 발명은 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간성 및 보안성을 보장할 수 있는 VANET 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법에 관한 것이다.
ITS(Intelligent Transport System)는 무선 통신 기술을 통해 도로 안전을 개선하고 사용자에게 편리함을 제공하기 위한 지능형 교통 시스템으로써, 자율주행차량의 한계를 극복할 수 있어 자율주행차량의 발전과 함께 그 필요성이 증가되고 있다.
그 중에서도 교통정보 시스템은 도로 상황, 재난 정보 등을 실시간으로 수집 및 분석하여 그 정보를 시민과 유관기관에 제공할 수 있고, 그에 따라 운전자를 포함하는 시민 또는 유관기관에서는 돌발 상황 혹은 사고와 같은 다양한 교통 상황에 대응할 수 있으므로, 현대의 교통 체계에서 필수적인 요소가 되고 있다. 하지만 현재의 교통정보시스템은 교통 정보 수집 카메라나 CCTV 등의 장치로부터 수집된 정보를 서버에서 가공하여 갱신 주기에 맞추어 사용자에게 서비스하는 형태로 이루어져 있다. 이러한 중앙 집중식 구조는 중앙 서버에서 일련의 과정을 거쳐 개별 사용자에게 보내지므로 지연시간이 존재하게 되는데, 이는 교통정보시스템에서 필수로 요하는 실시간성을 제대로 보장할 수 없게 만든다는 문제가 있다.
또한, 이러한 중앙 집중식 구조는 중앙 서버가 제대로 동작하지 못하도록 공격하는 DDoS 공격에 취약하며, 사용자에게 전달되는 정보의 위·변조 가능성과 정보 탈취로 인한 재전송 공격의 가능성이 항상 존재하여 혼란을 야기할 수 있다.
이에 근래에는 차량 ad-hoc 네트워크인 VANET(Vehicular Ad-Hoc Network)을 기반으로 한 교통정보 시스템이 연구되고 있는데, 이는 차량이 통신 노드의 역할을 하도록 하여 운전자가 인지하는 대처와 더불어 자동차의 자체적인 대응까지도 가능할 수 있도록 한다.
하지만 VANET 또한 위·변조 위험을 피할 수 없고, 위조 공격, 재전송 공격에 노출되어 있다. 뿐만 아니라 뒤늦게 네트워크에 합류한 경우 메시지가 누락될 위험이 있다.
특히 VANET을 기반으로 한 교통정보 시스템에서는 하나의 메시지가 주변의 노드에 브로드캐스트(broadcast)되고, 해당 메시지를 수신한 노드가 다시 주변 노드에 메시지를 브로드캐스트하는 방식인 multi-hop broadcast 방식으로 인해 많은 양의 트래픽을 발생시켜 정상적인 동작이 힘들어지도록 하는 브로드캐스트 스톰(Broadcast storm)이 문제가 될 수 있다.
이에 VANET 환경에서 데이터를 안전하고 신속하게 노드들에 전달하여 실시간성 및 보안성을 보장하는 것은 물론, 학습을 통한 고도화가 가능한 효율적인 교통정보 시스템을 구축할 필요가 있다.
한국공개특허공보 제10-2019-0016040호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 데이터를 안전하고 신속하게 전달할 수 있는 실시간성 및 보안성을 보장하는 것은 물론, 동일한 메시지를 중복으로 수신하고 전달하는 과정에서 발생하는 브로드캐스트 스톰 문제를 해결할 수 있는 VANET 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템은, 이벤트가 발생하면 상기 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집하는 차량 노드; 및 상기 교통 정보 데이터를 수신하여 상기 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성하는 RSU(Roadside Unit) 노드를 포함하고, 상기 차량 노드 및 상기 RSU 노드는 블록체인 네트워크를 구성하며, 상기 RSU 노드는, 상기 이벤트 메시지를 상기 블록체인 네트워크에 업로드하고, 상기 교통 정보 데이터를 IPFS(Inter-Planetary File System)에 저장시킨다.
그리고 상기 RSU 노드는, 트랜잭션(Transaction, TX)을 발생시키고, 상기 트랜잭션을 블록체인 원장에 저장할 수 있다.
또한 상기 RSU 노드는, 상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터에 접근 가능하도록 하는 해시(hash) 값을 수신하고, 상기 트랜잭션에 상기 해시 값이 포함되도록 할 수 있다.
그리고 상기 트랜잭션은, 트랜잭션 발생시간, 상기 RSU 아이디, 상기 이벤트 메시지의 아이디, 상기 이벤트 메시지의 유형, 상기 이벤트 메시지의 콘텐츠, 상기 교통 정보 데이터를 수집한 차량 노드의 아이디 및 상기 해시 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 차량 노드 또는 상기 RSU 노드는, 상기 해시 값을 이용해 상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터를 수신할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템에서의 교통정보 관리 방법은, 상기 교통정보 시스템은 블록체인 네트워크를 구성하는 차량 노드 및 RSU(Roadside Unit) 노드를 포함하고, 상기 차량 노드가, 이벤트가 발생하면 상기 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집하는 단계; 상기 RSU 노드가 상기 교통 정보 데이터를 수신하고, 상기 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성하는 단계; 상기 RSU 노드가 상기 이벤트 메시지를 상기 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계; 및 상기 RSU 노드가 상기 교통 정보 데이터를 IPFS에 저장시키는 단계를 포함한다.
그리고 상기 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계에서는, 트랜잭션(Transaction, TX)을 발생시키고, 상기 트랜잭션을 블록체인 원장에 저장할 수 있다.
또한 상기 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계에서는, 상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터에 접근 가능하도록 하는 해시(hash) 값을 수신하고, 상기 트랜잭션에 상기 해시 값이 포함되도록 할 수 있다.
그리고 상기 트랜잭션은, 트랜잭션 발생시간, 상기 RSU 아이디, 상기 이벤트 메시지의 아이디, 상기 이벤트 메시지의 유형, 상기 이벤트 메시지의 콘텐츠, 상기 교통 정보 데이터를 수집한 차량 노드의 아이디 및 상기 해시 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 교통정보 관리 방법은, 상기 차량 노드 또는 상기 RSU 노드가 상기 해시 값을 이용해 상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, VANET 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법을 제공함으로써, 데이터를 안전하고 신속하게 전달할 수 있는 실시간성 및 보안성을 보장하는 것은 물론, 동일한 메시지를 중복으로 수신하고 전달하는 과정에서 발생하는 브로드캐스트 스톰 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템에서 교통 정보 데이터가 저장되는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템에서 생성되는 트랜잭션을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템에서의 교통정보 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에 따른 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로써 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다. 따라서 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행되는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템(10)의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템(10)에서 교통 정보 데이터가 저장되는 과정을 설명하기 위한 도면, 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템(10)에서 생성되는 트랜잭션을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 교통정보 시스템(10)은 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에서 IPFS(Inter-Planetary File System)(300)와 블록체인 네트워크(B)를 활용하여 수집된 데이터를 안전하고 신속하게 노드들에게 전달할 수 있다. 또한 본 발명의 교통정보 시스템(10)은 수집된 데이터를 학습 데이터로 사용하여 교통 흐름 예측 모델 등을 구축하여 효율성과 편의성 및 정확도 등을 개선시킬 수 있다.
이를 위해 본 발명의 시스템(10)은 차량 노드(100) 및 RSU(Roadside Unit) 노드(200)를 포함할 수 있으며, 이러한 차량 노드(100) 및 RSU 노드(200)는 교통정보 관리 방법을 수행하기 위한 소프트웨어(어플리케이션)가(이) 설치되어 실행될 수 있다.
또한 시스템(10)을 구성하는 차량 노드(100) 및 RSU 노드(200)는 블록체인 네트워크(B)를 구성할 수 있다. 블록체인은 분산형 데이터 저장기술로써, 노드들은 동일한 사본을 저장하며, 한 번 기록되고 나면 데이터의 변조 및 위조가 불가능하다는 특징이 있어 정보 신뢰성, 투명성, 추적성 등의 이점이 있다.
이러한 블록체인은 개방형(Public) 블록체인과 전용(Private) 블록체인으로 구분될 수 있는데, 전용 블록체인은 승인된 노드만이 블록체인 네트워크에 참여할 수 있으며, 트랜잭션 속도가 개방형 블록체인에 비해 굉장히 빠르고 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 이에 본 발명의 시스템(10)은 지연 시간을 최소화하기 위해, 즉 실시간성을 보장하기 위해 전용 블록체인에 기반하여 블록체인 네트워크를 구성할 수 있다.
차량 노드(100)는 이벤트가 발생하면 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집하고, 수집된 교통 정보 데이터를 RSU 노드(200)로 전송할 수 있다.
이때 차량 노드(100)가 수집하는 교통 정보 데이터는 차량에 구비된 각종 센서들을 통해 감지된 이벤트에 대한 데이터일 수 있다.
다시 말해 차량 노드(100)는 센서에서 실시간으로 이벤트를 감지하면 해당 센서의 데이터를 교통 정보 데이터로써 RSU 노드(200)로 전송할 수 있다.
여기서 이벤트는 예컨대, 차량 추돌 사고, 차량 정체, 도로 유실, 도로 낙석, 도로 산사태 등과 같이 차량의 주행에 문제를 야기하는 상황을 의미할 수 있다.
그리고 RSU 노드(200)가 트랜잭션(Transaction, TX)을 블록체인 네트워크(B)에 업로드하면, 차량 노드(100)는 블록체인 원장을 공유하여 트랜잭션(TX)에 포함되는 이벤트 메시지를 확인할 수 있다.
이후 차량 노드(100)는 확인된 이벤트 메시지에 대응되는 행동을 수행할 수 있다. 예컨대, 특정 위치에서 차량 추돌 사고가 발생한 경우를 가정하면, RSU 노드(200)가 업로드한 트랜잭션(TX)에는 추돌 사고에 대응되는 이벤트 메시지가 포함될 수 있다. 따라서 차량 노드(100)는 원장 공유를 통해 이벤트 메시지를 확인하고 그에 대응되는 조치로 차선 변경, 경로 우회하는 행동을 수행할 수 있다.
한편 RSU 노드(200)는 차량 노드(100)에서 전송한 교통 정보 데이터를 수신하고, 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성할 수 있다.
그리고 RSU 노드(200)는 이벤트 메시지를 블록체인 네트워크(B)에 업로드할 수 있다. 구체적으로 RSU 노드(200)는 트랜잭션(TX)을 발생시키고, 트랜잭션(TX)을 블록체인 원장에 저장할 수 있다.
또한 RSU 노드(200)는 교통 정보 데이터를 IPFS(Inter-Planetary File System)(300)에 저장시킬 수 있다.
여기서 IPFS(300)는 상호 연결된 분산 파일 시스템으로써, 콘텐츠 자체가 주소 역할을 하는 content-addressing 방식을 사용한다. 이러한 IPFS(300)를 활용하면 고용량의 파일을 빠르고 효율적으로 저장할 수 있다는 장점이 있으며, 무결성, 위조방지 및 탈중앙화의 효과를 얻을 수 있다.
따라서 RSU 노드(200)는 블록체인 네트워크에 업로드하기에는 용량이 큰 교통 정보 데이터를 IPFS(300)에 저장시킨다.
RSU 노드(200)가 교통 정보 데이터를 IPFS(300)에 저장시키는 과정의 일례인 도 2를 참조하면, 먼저 RSU 노드(200)가 로우(raw) 데이터인 교통 정보 데이터를 IPFS(300)로 업로드하여 IPFS(300)에 교통 정보 데이터를 저장(①)시킬 수 있다.
IPFS(300)는 교통 정보 데이터를 분산 저장한 뒤 교통 정보 데이터에 접근 가능하도록 하는 해시(hash) 값을 산출하여 RSU 노드(200)로 반환(②)할 수 있다. 그리고 RSU 노드(200)는 IPFS(300)로부터 수신한 해시 값을 트랜잭션(TX)에 포함시키고, 해당 트랜잭션(TX)을 블록체인 네트워크(B)에 업로드(③)할 수 있다.
그리고 RSU 노드(200)가 발생시키는 트랜잭션(TX)은 도 3에 도시된 바와 같이 트랜잭션 발생시간(TIME), 트랜잭션(TX)을 발생시킨 RSU 노드(200)의 아이디인 RSU 아이디(RSU ID), 이벤트 메시지의 아이디(Message ID), 이벤트 메시지의 유형(Message Type), 이벤트 메시지의 콘텐츠(Message Content), 교통 정보 데이터를 수집한 차량 노드(100)의 아이디(Sensor ID) 및 해시 값(IPFS Hash) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
따라서 블록체인 네트워크(B)에 포함된 차량 노드(100) 또는 RSU 노드(200)는, 해시 값을 이용해 IPFS(300)로부터 용량이 큰 교통 정보 데이터를 수신할 수 있다.
또한 차량 노드(100) 또는 RSU 노드(200)는 이벤트 메시지의 유형(Message Type) 및 이벤트 메시지의 콘텐츠(Message Content)를 통해 발생한 이벤트가 어떤 유형의 이벤트인지는 물론 자세한 이벤트 내용을 확인하고 그에 따라 대응할 수 있다.
뿐만 아니라, 차량 노드(100) 또는 RSU 노드(200)는 IPFS(300)에 저장된 로우 데이터의 주소를 함께 저장하여 이후에 활용할 수 있다.
그리고 IPFS(300)에 저장된 다양한 차량 노드(100)의 교통 정보 데이터들은 학습 데이터로 사용이 가능하며, 이러한 학습 데이터들을 통해 교통 흐름 예측 모델 등을 구축하여 시스템(10)의 효율성과 편의성 및 정확도 등을 개선할 수 있다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 시스템(10)은 유관기관 노드(400)를 더 포함할 수도 있으며, 블록체인 네트워크(B)는 차량 노드(100), RSU 노드(200) 및 유관기관 노드(400)로 구성될 수 있다.
이에 따라 유관기관 노드(400)는 블록체인 원장을 공유하여 차량 노드(100)와 마찬가지로 트랜잭션(TX)에 포함된 이벤트 메시지를 확인하고, 발생한 이벤트에 따라 적합한 조치가 취해지도록 할 수 있다. 예를 들어 발생한 이벤트가 도로 유실이고, 이에 대응되는 이벤트 메시지가 포함된 트랜잭션(TX)을 확인하면, 유관기관 노드(400)는 유실된 도로를 복구하기 위한 인력을 해당 위치로 파견시키는 조치를 취할 수 있다.
따라서 본 발명의 시스템(10)은 종래의 교통정보시스템과 비교하였을 때, 중앙 서버에 의존하는 방식이 아니기 때문에 신속하게 정보를 주고받을 수 있다. 즉 종래의 VANET 환경에서의 교통정보시스템은 노드끼리 통신하며 메시지를 전달하는 방식이었으나, 본 발명의 시스템(10)은 노드 간에 메시지를 전달하고 수신하는 방식이 아닌, 블록체인 네트워크(B)에 업로드 된 이벤트 메시지를 확인하는 방식이므로 노드들 간의 통신이 불필요하여 네트워크 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 특히 VANET의 가장 근본적인 문제인 브로드캐스트 스톰 문제를 해결할 수 있다.
또한 종래의 VANET 환경에서의 교통정보시스템에서는 원거리의 노드들까지는 메시지가 전달되지 않거나 뒤늦게 네트워크에 합류한 경우 이전 메시지가 누락될 위험이 있는 반면, 본 발명의 시스템(10)은 블록체인 네트워크(B)를 활용함으로써 원거리의 노드에도 메시지가 전달될 수 있는 것은 물론, 합류 시점에 관계없이 필요한 정보를 제공함으로써 서비스의 질을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
특히나 본 발명의 시스템(10)은 보안적인 측면에서 RSU 노드(200)가 차량 노드(100) 또는 유관기관 노드(400)에 직접 메시지를 전송하는 것이 아니라 블록체인 네트워크()에 업로드함으로써 RSU 노드(200)가 네트워크 내의 다른 노드로 전달하고자 하는 메시지의 위조 공격을 방어할 수 있으며, 같은 이유로 공격자가 메시지를 다시 재생하여 전송하는 재전송 공격을 방어할 수 있게 된다.
또한 종래의 교통정보시스템의 경우 중앙 서버에 의존하고 있어 중앙 서버가 DDoS와 같은 공격을 당할 경우 교통 정보를 실시간으로 받지 못할 수 있지만, 본 발명의 시스템(10)은 중앙 서버에 의존하지 않는 탈중앙화 환경에 기반하므로 서버 공격에 의한 서비스의 지연 및 마비를 방지할 수 있다.
구체적으로 전송되는 데이터를 변경하는 위조 공격에 대해서는 RSU 노드(200)가 전달하고자 하는 메시지를 블록체인 네트워크(B)에 업로드함으로써 메시지의 무결성이 보장될 수 있다. 그리고 유효한 데이터를 가로채서 재전송하는 재전송 공격에 대해서는 차량 노드(100) 또는 유관기관 노드(400)가 블록체인 네트워크(B)에 업로드 된 메시지를 열람하는 방식이므로 이러한 재전송 공격에 대한 방어가 가능하다. 또한 중앙 서버에 대량의 트래픽을 발생시켜 서버가 제대로 동작하지 못하도록 하는 DDoS 공격에 대해서는 본 시스템(10)은 중앙 집중 서버를 사용하지 않고, 저장되는 데이터를 분산화시키므로 단일 서버를 노리는 공격 자체가 불가능하다.
따라서 VANET 환경에 기반하여 IPFS(300)와 블록체인 네트워크(B)를 활용하는 본 발명의 시스템(10)은 신속하게 정보를 주고받을 수 있는 것은 물론, 노드의 합류 시점과는 관계없이 필요한 정보를 제공할 수 있으며, 탈중앙화된 환경을 통해 서버 공격에 의한 서비스의 지연 및 마비를 방지할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 시스템(10)에서의 교통정보 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 교통정보 관리 방법은 도 1에 도시된 교통정보 시스템(10)과 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 교통정보 시스템(10)과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 교통정보 관리 방법은, VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템에서 수행되며, 교통정보 시스템(10)은 블록체인 네트워크(B)를 구성하는 차량 노드(100) 및 RSU(Roadside Unit) 노드(200)를 포함할 수 있다.
먼저 교통정보 관리 방법에서 이벤트가 발생할 때까지 이벤트 발생여부를 판단할 수 있다(S110). 그리고 차량 노드(100)가 이벤트가 발생하면(S110-예) 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집할 수 있다(S120). 반면, 차량 노드(100)는 이벤트가 발생되지 않으면(S110-아니오), 이벤트 발생여부를 판단하는 단계(S110)로 회귀할 수 있다.
그리고 차량 노드(100)가 교통 정보 데이터를 RSU 노드(200)로 전송할 수 있다(S130).
이후 RSU 노드(200)가 교통 정보 데이터를 수신(S130)하고, 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성할 수 있다(S140).
그리고 RSU 노드(200)가 교통 정보 데이터를 IPFS(300)로 전달하여 IPFS(300)에 저장시킬 수 있다(S150).
그러면 IPFS(300)는 교통 정보 데이터를 분산 저장할 수 있고(S160), IPFS(300)는 교통 정보 데이터에 접근 가능하도록 하는 해시(hash) 값을 산출할 수 있다(S170).
그리고나서 IPFS(300)는 해시 값을 RSU 노드(200)로 반환할 수 있다(S180).
이후 RSU 노드(200)가 이벤트 메시지를 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계를 수행할 수 있다.
이러한 이벤트 메시지를 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계에서는, RSU 노드(200)가 트랜잭션(Transaction, TX)을 발생시킬 수 있다(S190).
트랜잭션(TX)을 발생시키는 단계(S190)에서는, IPFS(300)로부터 수신한 해시 값이 포함되도록 할 수 있다.
이러한 트랜잭션(TX)은 도 3에 도시된 바와 같이 트랜잭션 발생시간(TIME), 트랜잭션(TX)을 발생시킨 RSU 노드(200)의 아이디인 RSU 아이디(RSU ID), 이벤트 메시지의 아이디(Message ID), 이벤트 메시지의 유형(Message Type), 이벤트 메시지의 콘텐츠(Message Content), 교통 정보 데이터를 수집한 차량 노드(100)의 아이디(Sensor ID) 및 해시 값(IPFS Hash) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고 RSU 노드(200)가 이벤트 메시지를 포함하는 트랜잭션을 블록체인 원장에 저장(S200)함으로써 RSU 노드(200)가 이벤트 메시지를 블록체인 네트워크에 업로드할 수 있다.
이를 통해 차량 노드(100) 또는 RSU 노드(200)가 블록체인 원장을 공유할 수 있다(S210).
이후 차량 노드(100) 또는 RSU 노드(200)는 트랜잭션(TX)에 포함된 해시 값을 이용해 IPFS(300)로부터 교통 정보 데이터를 수신할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 교통정보 관리 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 교통정보 시스템 100 : 차량 노드
200 : RSU 노드 300 : IPFS
400 : 유관기관 노드 B : 블록체인 네트워크

Claims (10)

  1. VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템으로서,
    이벤트가 발생하면 상기 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집하는 차량 노드; 및
    상기 교통 정보 데이터를 수신하여 상기 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성하는 RSU(Roadside Unit) 노드를 포함하고,
    상기 차량 노드 및 상기 RSU 노드는 블록체인 네트워크를 구성하며,
    상기 RSU 노드는,
    상기 이벤트 메시지를 상기 블록체인 네트워크에 업로드하고, 상기 교통 정보 데이터를 IPFS(Inter-Planetary File System)에 저장시키는 교통정보 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RSU 노드는,
    트랜잭션(Transaction, TX)을 발생시키고, 상기 트랜잭션을 블록체인 원장에 저장하는 것을 특징으로 하는 교통정보 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 RSU 노드는,
    상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터에 접근 가능하도록 하는 해시(hash) 값을 수신하고, 상기 트랜잭션에 상기 해시 값이 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 교통정보 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트랜잭션은,
    트랜잭션 발생시간, 상기 RSU 아이디, 상기 이벤트 메시지의 아이디, 상기 이벤트 메시지의 유형, 상기 이벤트 메시지의 콘텐츠, 상기 교통 정보 데이터를 수집한 차량 노드의 아이디 및 상기 해시 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차량 노드 또는 상기 RSU 노드는,
    상기 해시 값을 이용해 상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 교통정보 시스템.
  6. VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템에서의 교통정보 관리 방법에 있어서,
    상기 교통정보 시스템은 블록체인 네트워크를 구성하는 차량 노드 및 RSU(Roadside Unit) 노드를 포함하고,
    상기 차량 노드가, 이벤트가 발생하면 상기 이벤트와 관련된 교통 정보 데이터를 수집하는 단계;
    상기 RSU 노드가 상기 교통 정보 데이터를 수신하고, 상기 교통 정보 데이터에 기초하여 이벤트 메시지를 생성하는 단계;
    상기 RSU 노드가 상기 이벤트 메시지를 상기 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계; 및
    상기 RSU 노드가 상기 교통 정보 데이터를 IPFS에 저장시키는 단계를 포함하는 교통정보 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계에서는,
    트랜잭션(Transaction, TX)을 발생시키고, 상기 트랜잭션을 블록체인 원장에 저장하는 것을 특징으로 하는 교통정보 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 블록체인 네트워크에 업로드하는 단계에서는,
    상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터에 접근 가능하도록 하는 해시(hash) 값을 수신하고, 상기 트랜잭션에 상기 해시 값이 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 교통정보 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 트랜잭션은,
    트랜잭션 발생시간, 상기 RSU 아이디, 상기 이벤트 메시지의 아이디, 상기 이벤트 메시지의 유형, 상기 이벤트 메시지의 콘텐츠, 상기 교통 정보 데이터를 수집한 차량 노드의 아이디 및 상기 해시 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 교통정보 관리 방법은,
    상기 차량 노드 또는 상기 RSU 노드가 상기 해시 값을 이용해 상기 IPFS로부터 상기 교통 정보 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보 관리 방법.
KR1020220095509A 2022-08-01 2022-08-01 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법 KR20240017604A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220095509A KR20240017604A (ko) 2022-08-01 2022-08-01 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220095509A KR20240017604A (ko) 2022-08-01 2022-08-01 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240017604A true KR20240017604A (ko) 2024-02-08

Family

ID=89899993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220095509A KR20240017604A (ko) 2022-08-01 2022-08-01 VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240017604A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190016040A (ko) 2016-05-24 2019-02-15 프랑소아 보드랭 Vanet를 통한 교통신호시스템의 제어 및 관리

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190016040A (ko) 2016-05-24 2019-02-15 프랑소아 보드랭 Vanet를 통한 교통신호시스템의 제어 및 관리

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111601258B (zh) 一种基于区块链的车联网节点数据安全通信方法
Oliveira et al. Reliable data dissemination protocol for VANET traffic safety applications
Shrestha et al. Regional blockchain for vehicular networks to prevent 51% attacks
Amoroso et al. Going realistic and optimal: A distributed multi-hop broadcast algorithm for vehicular safety
Kolandaisamy et al. A multivariant stream analysis approach to detect and mitigate DDoS attacks in vehicular ad hoc networks
Baiad et al. Novel cross layer detection schemes to detect blackhole attack against QoS-OLSR protocol in VANET
Ren et al. Using blockchain to enhance and optimize IoT-based intelligent traffic system
Barskar et al. Vehicular ad hoc networks and its applications in diversified fields
CN109088722B (zh) 区块链节点演进方法及区块链节点
Tomar et al. Maintaining trust in VANETs using blockchain
Alodadi et al. Cooperative volunteer protocol to detect non-line of sight nodes in vehicular ad hoc networks
Basheer et al. A review of broadcasting safety data in V2V: Weaknesses and requirements
CN111311932A (zh) 一种基于车联网区块链的智能交通灯配时方法
US10503893B2 (en) Security certificate management method for a vehicular network node and vehicular network node applying the same
Kolandaisamy et al. Adapted stream region for packet marking based on DDoS attack detection in vehicular ad hoc networks
Rizwan et al. Simulation of IoT‐based vehicular ad hoc networks (VANETs) for smart traffic management systems
US20120146812A1 (en) System and method for disseminating car accident
Alves Junior et al. P‐AOMDV: an improved routing protocol for V2V communication based on public transport backbones
CN109982327A (zh) 一种自组织网络通信方法、装置、设备及可读存储介质
Huang On reputation and data-centric misbehavior detection mechanisms for VANET
KR20240017604A (ko) VANET(Vehicular Ad-hoc Network) 환경에 기반한 교통정보 시스템 및 교통정보 관리 방법
Syed et al. IoT based emergency vehicle communication system
Nair et al. Structure-free message aggregation and routing in traffic information system (SMART)
El-Salakawy et al. Blockchain-based data management in vehicular networks
Cao et al. A multi-hop reputation announcement scheme for VANETs