我本次汇报的题目是：《电动汽车充电桩推荐过程中的隐私保护研究》，我将从科研背景和意义、研究内容与方法、总结展望三个个方面进行汇报。

电动汽车充电桩推荐中的隐私保护问题研究

研究背景与意义

在智慧交通、智慧城市和智能电网视野下，电动汽车产业正以积极迅猛的态势向更加智能的方向发展。如何在保证用户充电服务体验和出行便利性的基础上，统筹车流、充电需求、充电站运营，是当前电动汽车研究领域面临的重要课题。 [李玉璟，2020]

2021年9月，工信部指出，相关企业要采取管理和技术措施，按照车联网网络安全和数据安全相关标准要求，加强汽车、网络、平台、数据等安全保护，监测、防范、及时处置网络安全风险和威胁，确保数据处于有效保护和合法利用状态，保障车联网安全稳定运行。[工信部，2021]

区块链与车联网的集成不仅提高了安全性、隐私性和信任度，在适应灵活性和处理海量数据的同时，还提高了系统性能和自动化程度。因此，应该合理的将区块链技术与车联网结合起来。[Mollah 2020]

问题

传统集中式服务架构存在恶意中心节点，可能会泄露用户位置隐私信息，同时也无法保证服务质量和可靠性，导致不能根据用户需求分配至最优的充电站。[Sharma et at., 2017]

目的

提出基于区块链的电动汽车充电桩推荐系统，并且使用基于k匿名的电动汽车充电桩推荐算法来保证数据隐私。该系统能够在保证服务可信的同时为用户提供隐私安全的充电桩推荐服务。

研究工作

提出基于区块链的电动汽车充电桩推荐系统。

在上一步研究的基础上加入k匿名隐私保护模型，提出一种基于k匿名的电动汽车充电桩推荐算法。

对提出的系统进行实验验证，评估了不同车辆数下的系统性能、隐私保护性能与推荐效果。

整体架构

研究计划

目前小论文已经被ICBTA2022接收。

工作内容	计划
撰写大论文	2022年10月-2023年4月
准备毕业答辩	2023年4月-2023年6月

上一次组会报告中我介绍了我对我的研究《基于区块链的隐私保护电动汽车充电桩推荐系统》的研究进展报告，主要介绍了系统框架，系统流程，数学模型以及实验安排等。

本次汇报主要介绍，我自己对科研问题的理解，上次组会后对于系统框架的一些修改，以及实验结果。

本次汇报主要分为：科研背景、科研问题、科研目的、进度报告、实验结果、研究计划六大部分。

科研背景
传统的充电桩推荐算法并没有提供用户隐私保护方案，并且他们所采用的集中式架构存在着服务信任问题，恶意中心节点的存在会影响充电桩推荐系统结果，同时也会对用户隐私安全产生巨大威胁。

l目前车联网与区块链结合的研究中还没有针对电动汽车充电桩推荐过程的方案。将区块链技术引入电动汽车充电桩推荐过程中，用以解决可能会产生的服务信任问题，并且利用激励机制来鼓励用户参与到推荐过程中，保障系统的运行。

科研问题
1.传统集中式服务架构存在恶意中心节点影响系统服务质量；
2.用户位置信息隐私安全。

科研目的
提出基于区块链的电动汽车充电桩推荐系统，并且使用基于k匿名的电动汽车充电桩推荐算法来保证数据隐私。该系统能够在保证服务可信的同时为用户提供隐私安全的充电桩推荐服务。

进度报告

优化模型
采用多目标优化的方法确定目的充电桩，从车辆行驶距离与充电站车辆数目两大方面进行优化，优化目标函数为：                                              

1）车辆行驶距离优化目标

该优化目标是为了尽可能的缩短车辆行驶里程，减少用户行驶时间，具体优化函数如下：

2）充电站车辆数目优化目标

该优化目标是为了尽可能的利用充电站的充电资源，平均充电站车辆数目，具体优化函数如下:

实验结果

研究计划

时间	任务
6.20-7.4	完善论文，7.10前投递
7.4-7.18	开展下一阶段工作，针对恶意用户提出解决方案并设计实验。

科研背景：

现有电动汽车充电桩推荐系统相关研究可主要分为两类：
一种是围绕配电网和充电设施，主要考察大规模充电行为对区域电网峰值可能造成的不利影响，通过优化区域调度或合理安排充电站位置，避免配电网出现超负荷运行的危险。
另一种是以用户的角度来做出判断，考虑在当前时空环境下，最佳的充电站选择。结合用户的出行特点、车辆的具体配置、用户的个性化需求以及为享受充电服务付出的时间成本、经济成本等诸多因素，对衡量最佳充电站的目标函数进行优化。

近几年，区块链技术已被应用于车辆数据管理场景中，以便不仅解决安全和隐私问题，而且在边缘节点之间建立信任。
[21]中介绍的工作利用了财团区块链，并开发了一种基于信誉的数据共享方案，使车辆能够选择具有高质量数据的最佳和更可靠的数据源。区块链还成功应用于智能交通系统(ITS)中的安全车辆数据共享。
[22]中介绍了一种基于区块链和密码技术的多媒体数据共享方法，该方法可部署在车辆社交网络中。该方法采用区块链，以利用其不变性特征来应对恶意共享多媒体数据篡改的挑战。

科研问题：

在传统的框架中存在的服务可信问题：
1.如何保障车辆上传数据的可用性；
2.如何保障车辆位置隐私信息的安全性。

解决方案：

进度报告：

1）优化模型：采用多目标优化的方法确定目的充电桩，从车辆行驶距离与车辆等待时间两大方面进行优化，优化目标函数为：

2）整体架构：

3）隐私保护机制：

用户在参与推荐过程中时，首先要确认自身的隐私保护级别∂。在本文提出的电动汽车充电桩推荐系统中，共有两个隐私保护级别。其中低级别为不进行隐私保护，直接将自身位置信息上传至系统中参与推荐；高级别则需要采用K-means算法隐藏自身实际的位置信息。

4）工作流

研究计划：

时间	任务
5.11-5.18	完善实验并完成实验图表
5.19-6.1	完成论文初稿
6.1-6.8	修改论文，争取在六月份投递

本次组会将会介绍最近关于电动汽车充电桩推荐过程中的隐私保护问题研究的研究进展，主要内容如下：

科研背景：
截至2021年6月底，全国新能源汽车保有量达603万辆，占汽车总量的2.06%。其中，纯电动汽车保有量493万辆，占新能源汽车总量的81.68%。截至2021年3月，国内公共类充电桩约85.1万台。

2021年9月，工信部指出，相关企业要采取管理和技术措施，按照车联网网络安全和数据安全相关标准要求，加强汽车、网络、平台、数据等安全保护，监测、防范、及时处置网络安全风险和威胁，确保数据处于有效保护和合法利用状态，保障车联网安全稳定运行。

区块链与车联网的集成不仅提高了安全性、隐私性和信任度，在适应灵活性和处理海量数据的同时，还提高了系统性能和自动化程度。因此，应该合理的将区块链技术与车联网结合起来。

科研问题：
1.使用中心服务器收集计算数据的方式，存在着隐私泄露的问题；
2.车辆位置信息的是隐私数据，其泄露会导致车主个人信息泄露等隐私安全问题；
3.充电桩未被合理利用的现象。

科研目的：
1.基于区块链的隐私保护电动汽车充电桩推荐系统；
2.基于同态加密的充电桩匹配算法。

整体流程框架：

本次组会将介绍最近有关于电动汽车充电桩推荐过程中隐私保护问题的一些研究进展，主要分为以下几个方面：

科研背景：

2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取到2060年前实现“碳中和”。

截至2021年6月底，全国新能源汽车保有量达603万辆，占汽车总量的2.06%。其中，纯电动汽车保有量493万辆，占新能源汽车总量的81.68%。截至2021年3月，国内公共类充电桩约85.1万台。[中商产业研究院，2021]

2021年9月，工信部指出，相关企业要采取管理和技术措施，按照车联网网络安全和数据安全相关标准要求，加强汽车、网络、平台、数据等安全保护，监测、防范、及时处置网络安全风险和威胁，确保数据处于有效保护和合法利用状态，保障车联网安全稳定运行。[工信部，2021]

区块链与车联网的集成不仅提高了安全性、隐私性和信任度，在适应灵活性和处理海量数据的同时，还提高了系统性能和自动化程度。因此，应该合理的将区块链技术与车联网结合起来。[Mollah 2020]

根据以上背景可以了解到，目前电动汽车与充电桩在数量上是不匹配的。同时根据当下的政策要求，在充电桩推荐过程中涉及到的车辆隐私要处于有效保护状态。

科研问题

1.使用中心服务器收集计算数据的方式，存在着隐私泄露的问题；
2.车辆位置信息的是隐私数据，其泄露会导致车主个人信息泄露等隐私安全问题；
3.充电桩未被合理利用的现象。

科研目的

1.基于区块链的隐私保护电动汽车充电桩推荐系统；
2.基于同态加密的充电桩匹配算法。

整体流程框架

进度报告

优化模型：

U是指汽车运行里程和，E_M 指当前里程下的总碳排放。优化目标为求得最小的 E_M

场景设置：

A、B为两个相距20KM的充电站，分别以A、B为中心30KM为半径内的车辆要去A、B之一去充电，每个车辆都分别有与A、B之间的距离。
假设充电桩数量与车辆数量相同。

实验结果：

1.就近原则（不优化）与最佳优化

通过图中可以看出，最佳优化随着车辆数量的增加，组合数值增长极快，对性能造成很大影响，因此后改为分组优化。

2.就近原则（不优化）、最佳优化和分组优化

结论：分组优化方法虽然不是里程最短的方法，但是相较于最优方法在性能上有优势。

研究计划：

1.根据组会结果修改实验；（12.30-1.6）
2.撰写修改论文（1.7-1.21）

11.15——11.21
1.小论文编程实验；
2.编写区块链项目ppt及年度进度汇报；
3.编写密码项目相关ppt；

11.22——11.28
1.进行论文实验，目前已完成数据从加密到计算的过程，但是数据在区块链上使用区块链及逆行传递参数的过程中还是存在参数错误的问题，下一阶段要定位代码错误位置，完善实验；
2.协助完成铁路网络安全能力成熟度模型报告的撰写；
3.协助孙老师完成铁路网络安全能力成熟度模型ppt。

11.29——12.5
1.完成铁路成熟度项目，报告文档第一版初稿；
2.换了一个虚拟机环境进行实验，目前处于计算实验所用时间阶段，后续将实验数据整理成图表形式，进行论文初步撰写。

12.6——12.12
1.继续完成铁路成熟度项目报告的撰写，参考C2M2对报告内容进行添加与修改；
2.实验图表已经整理完成，下一步撰写论文大纲，对内容进行填充。

12.13——12.19
1.针对铁路成熟度报告反馈意见进行针对性修改，添加成熟度报告风险治理部分的内容，并整理相关表格；
2.对实验进行了一些调整，重新绘制了图表，下一步继续撰写论文。

12.20——12.26
1.周四与周日参与铁路成熟度项目讨论会，并根据修改意见对成熟度报告进行迭代修改和扩写表格；
2.制作组会ppt，准备组会。