Paillier同态加密下车辆协同自适应预测巡航控制

来源：计算机测量与控制杂志2024年第8期北京时间：

作者：杨敏艺,宋秀兰,杨燕玲,柴伟豪

单位：浙江工业大学 信息工程学院

摘要：车辆协同式自适应巡航控制(CACC)以其高效便捷的特点成为智能交通系统的研究热点，但随着车辆接入网络，网络攻击对车联网系统的安全性造成了很大威胁。针对传统方案较繁琐、密文密钥同时传输数距仍可能被篡改的问题，采用Paillier同态加密算法对加速度进行加密，仅传输密文。针对控制目标设计一综合跟踪信号，并基于Paillier算法的同态性设计密文数乘运算，使加速度密文无须解密而直接用于自车构建跟踪信号。将跟踪信号与分布式模型预测控制(MPC)结合，采用线性矩阵不等式对控制策略的优化问题进行转化，求解最优控制输入，保证车辆队列的安全协同行驶。经MATLAB仿真验证了控制系统的性能指标以及Paillier同态加密的有效性。

关键词：Paillier同态加密;网络安全;协同自适应巡航控制;线性矩阵不等式;模型预测控制

基金资助：国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）