車聯網借助計算機科學技術、通信技術、無線傳感技術等手段，并配置先進的控制系統、傳感器設備，融合了數據采集、數據分析、自動控制和智能決策的能力，推動了無人駕駛能力逐漸升級，為安全、高效的駕駛提供了基本保障。

▲ 零信任車聯網情景展示

車輛及其周邊設備之間信息高效、可靠地傳輸是車聯網研究的重要問題，針對車聯網的研究能有效提高交通安全和交通管理能力。但車聯網中網絡節點數量龐大、運行環境移動復雜，以及節點模式的強異構性等問題，對網絡中海量數據傳輸和處理的實時性提出了更高要求。然而，在開放式交通場景下，車輛行駛環境復雜多變，存在海量傳感器設備節點以及車輛節點隨機接入等因素，車聯網信息安全傳輸過程中“永不信任、持續驗證”的“零信任”特性越發突出，交通數據的實時性、完整性、有效性難以得到保證。

▲ 傳統車群與考慮零信任架構下的車群控制對比圖

雖然國內外學者和研究人員對智能車聯網的數據傳輸、路徑規則方法的研究取得了一些進展，但是從零信任環境下車聯網的系統需求到實際行車過程中的實時性、離散性問題及數據的完整性和正確性傳輸機制，依然沒有形成一套完善的模型框架結構。《零信任環境下車聯網信息安全傳輸的形式化建模與分析方法》針對這些方面，提出了一些可行的方法。

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零信任環境下車聯網信息安全傳輸的形式化建模與分析方法

黃大榮 等著

北京 : 科學出版社 , 2025. 5

本書以零信任環境下車聯網系統的信息安全傳輸機制為研究背景，基于零信任架構，結合動態建模語言 Petri 網和框架描述語言—— Z 語言的特點，融入多值邏輯思想，提出車聯網系統建模過程中所面臨的主要問題和相應的形式化建模 方法，并重 點針對 車聯網系統需求模型的分析與驗證、實時動態性傳輸特點、運行環境的復雜多變性，進行了詳盡的闡述和分析。在車聯網系統設計的需求階段，考慮系統的多接口、強耦合性等特征，采用 PZN 進行分層式建模和分析驗證，可以有效保證系統的完整性和正確性；在系統使用過程中，出于對高時效性、可靠性的需求，采用 TPZN 進行描述刻畫，強化系統的實時性；針對行車環境中不同設備數據信息傳輸需求的優先級進行設定，有效地處理高需求事件。此外，對于環境中常見的行車故障等離散事件，基于離散 Petri 網和 Z 語言進行刻畫，建模并分析可行的解決方案，提供預警和相應可供選的措施。

本書的撰寫得到了中南大學桂衛華教授、東南大學/山東科技大學周東華教授、青島大學侯忠生教授、安徽大學孫長銀教授、西南交通大學馬磊教授等專家的鼎力支持和關心。本書的完成也與課題組米波教授、劉洋副教授、張振源副教授、那雨虹博士后等老師以及全體碩博士研究生的辛苦工作密不可分。特別感謝華東理工大學李中美副教授在本書最后審定階段給予的鼎力支持。

本書得到國家自然科學基金項目 (62273065 、 61903053 、 61703063 、 62303004 、 62003064) 、工業控制技術全國重點實驗室開放課題 (ICT2024B52) 、重慶市自然科學基金面上項目 (CSTB2023NSCQ-MSX0441 、 CSTB2023NSCQ-MSX0840) 、重慶市教委科學技術研究計劃項目 (KJZD-K201800701 、 KJZD-K202300701) 、上海市“科技創新行動計劃”技術標準項目 (23DZ2201700) 、上海市青年科技啟明星計劃 (24QA2706100) 等項目的支持；同時，還得到工業控制技術全國重點實驗室、自主無人系統技術教育部工程研究中心、安徽省人工智能教材建設重點研究基地、安全人工智能安徽省重點實驗室、安徽省無人系統與智能技術工程研究中心、安徽大學人工智能學院，重慶交通大學信息科學與工程學院等機構和部門的各位領導和同仁的大力支持；以及中國汽車工程研究院股份有限公司、重慶微標科技股份有限公司、民航成都物流技術有限公司等企事業單位對本書部分內容給予的行業應用支持。在此，向所有對本書給予幫助的機構和部門表示誠摯的謝意。

本文摘編自《零信任環境下車聯網信息安全傳輸的形式化建模與分析方法》（黃大榮等著.北京 : 科學出版社, 2025.5）一書“前言”“ 第1章 緒 論 ”，有刪減修改，標題為編者所加。

“零信任：群體智能可信決策與安全控制著作叢書”旨在傳播和推廣零信任環境下群體智能可信決策與安全控制前沿技術重點領域的優秀研究成果，包括智能網聯車輛數據加密、信息安全傳輸與形式化驗證技術，城市交通大數據信任度評估、可靠決策與安全管控方法，復雜物理-網絡攻擊場景下（如物理射頻干擾、網絡虛假數據注入、鏈路阻塞等）的零信任智能網聯車群數據可信感知、協同決策理論與方法，考慮信任缺失、數據錯誤等典型復雜工況條件下的智能網聯車群的容錯控制和數據容錯方法設計與實踐實例，等等。同時，零信任架構下船舶、無人機等其它群體智能控制，也具有廣泛意義。。

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