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一ｓ—Ｇ叫—棚◎ 区块链技术在ＥＴＣ系统中的应用探讨 黄某某，杨某某，李某某 ［同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，XX２０１８０４］ 摘要： 近年来，不停车电子收费系统在中国迅猛发展，为司乘人员提供了高效、舒适、便利的通行方式，具有良好的经济与社会效 益。但同时存在结算数据丢失、结算中心系统安全性低、区域之间兼容性差等问题。区块链技术作为一种新兴的技术手段，具有自 信任、去中心化、可追溯等特征。提出了基于区块链技术的不停车电子收费系统框架和各个环节的流程，从而解决当前不停车电子 收费系统存在的问题。 关键词：交通；区块链；ＥＴＣ；信息安全 ０ 引言 近年来，随着计算机及网络技术的飞速发展，不停 车电子收费系统［１］ＥＴＣ（Ｅ１ｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）作 为目前世界上主流的路桥收费方式，得到了广泛的应 用。ＥＴＣ降低了用户的通行成本和高速***的 运营成本，并且提高了车道通行效率。ＥＴＣ系统基于 数字通信，庞大的收费数据最终全部由后台的收费结 算中心进行清分结算处理。由于该结算中心高度“中 心化”，如果中心服务器被网络攻击，将会造成不可估 量的后果，千亿级的交易数据将会丢失。区块链技术 作为近年来兴起的一项重要技术，本身具有的去中心 化、自信任、可追溯性、信息不可篡改等特征，为解决上 述问题提供了新的思路和方案。本文将介绍区块链技 术的关键内涵和特征，分析当前ＥＴＣ系统及存在的问 题，提出区块链技术在ＥＴＣ系统中的应用架构和各个 环节的流程，并分析其优势。 ｌ 区块链技术的基本内涵和特征 １．１区块链基本概念 最早在中本聪关于比特币［２］的论文中，区块链作 为比特币的底层技术和基础架构被提出。区块链是一 种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成 的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡 改和不可伪造的分布式账本。 区块链本质上是一个去中心化的数据库，其链接 指针是采用***产生 的区块头哈希值。区块链中的交易是通过时间戳标记 的，并且捆绑成区块。这些区块形成了一个线性序列， 收稿日期：２０１８一０４—２６ 其中每个区块引用前一个区块的随机散列，形成区块 链啪。区块链由网络中所有节点维护，每个节点执行 并记录相同的交易信息，网络中任何节点可以读取交 易。区块链结构见图１。 ７ 区壤 １ｆ 区块 ］ｆ 区壤 匝 叵圈圈圈Ｊ片 【恒叵圃圈回Ｊ辟【桠叵囹圈叵 图１ 区块链结构图 １．２基于区块链技术的智能合约系统 中本聪提出的比特币的区块链架构主要应用于互 联网金融领域。为了更好地将区块链技术应用在其他 领域，提出了区块链２．Ｏ的概念［４］。其核心理念是把 区块链作为一个可编程的分布式信用基础设施，支撑 智能合约应用。通过增加链上的扩展性功能，把区块 链的技术范围扩展到支撑一个去中心化的市场，交易 内容可以多种多样。 区块链２．ｏ系统包含了很多技术，其中有存储数据 的数据区块及其之上的数字签名、时间戳等技术，有作 为支撑的Ｐ２Ｐ网络和维护系统的共识算法，有工作量证 明机制等相关技术概念。区块链２．Ｏ结构见图２。 图２区块链２．０结构图 万方数据 增刊２０１８上踢么堍１１５ ◎……一ｓ一 １．２．１ 智能合约 智能合约是驻留在区块链上的一段代码，有唯一 地址标识。智能合约包含一组可执行的函数和状态变 量。当对这些功能进行交易时，功能被执行。交易包 框架和工作流程，以及现有ＥＴＣ系统可能存在的 问题。 ２．１ ＥＴＣ系统的系统框架和收费流程 ＥＴＣ系统 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 ＥＴｃ移动充值平台的设计与实现［Ｄ］．XX： ４ 结语 本文基于区块链的技术特征，提出了将区块链技 术应用在ＥＴＣ系统中的初步系统框架结构。解决了 山东大学，２０１７． ［９］马某某．高速公路ＥＴＣ车道收费系统的设计与实现［Ｄ］．厦 门：XX大学，２０１３． ［１０］叶某某，陆某某，丁某某，等．交通冲突技术在ＥＴＣ安全评价 现有ＥＴＣ系统中心化模式中存在的数据安全性低、数 中的应用研究［Ｊ］．公路交通科技，２００４，２１（１２）： 据易被篡改、信任成本高等问题，有望建立一个更加安 】０７—１】Ｏ． 』’涵 ●■Ｉ－‘－，· ｄ 霸１ 雾寸 月一 ｌ／、 一一 万方数据 [文章尾部最后300字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]

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