A decentralized real-time data integrity auditing for intra-twin and inter-twin communication in a vehicle digital twin network.

车辆数字孪生 (Vehicular Digital Twin,VDT) 通过为物理车辆创建高保真实时虚拟副本, 能够实现大规模协同驾驶与城市交通管理等技术. 然而,VDT 的预测准确性与决策可靠性高度依赖 于其双模通信架构 (物理实体-孪生体及孪生体-孪生体) 下海量数据的完整性与时效性. 传统的中 心化审计模型不仅存在信任风险与单点故障问题, 而且缺乏对数据采集时间的有效验证, 并难以满 足 VDT 复杂的双模审计需求. 为此, 本文提出一种基于可验证秘密共享 (Verifiable Secret Shar ing,VSS)与区块链的去中心化实时数据完整性审计方案,采用基于零信任的交叉审计机制为双模通信 架构提供审计支持.该方案首先采用 VSS 方法构建了一个去中心化的审计授权协议, 并借助可信执 行环境保护秘密份额的存储与秘密重构安全, 支持任意功能节点门限协作生成链上可验证的审计凭 证, 从而摆脱了中心化依赖. 其次, 通过将数据标签与特定时间周期进行强绑定, 实现了对数据内容 及其采集时间戳的同步审计. 此外, 为公正解决争议, 我们设计了基于智能合约的公平仲裁机制, 通 过链上可复现的验证流程确保了审计的双向问责与仲裁有效性. 本文在随机预言机模型下对方案的 安全性进行了严格的证明, 结果表明方案具备标签不可伪造性、证明不可伪造性、审计凭证的不可 伪造性及审计密钥的前向安全等关键安全特性.最后与最新的方案相比,本方案凭借降低至少20.6% 的计算开销、提升约2.6倍的并发审计吞吐量以及具有竞争力的通信成本,为VDT应用构建了一个 实用且安全的审计架构.