Blockchain-based Vehicular Ad-hoc Network (VANET) is widely considered as secure communication architecture for a connected transportation system. With the advent of quantum computing, there are concerns regarding the vulnerability of this architecture against cyber-attacks. In this study, a potential threat is investigated in a blockchain-based VANET, and a corresponding quantum cyber-attack is developed. Specifically, a quantum impersonation attack using Quantum-Shor algorithm is developed to break the Rivest-Shamir-Adleman (RSA) encrypted digital signatures of VANET and thus create a threat for the trust-based blockchain scheme of VANET. A blockchain-based VANET, vehicle-to-everything (V2X) communication, and vehicular mobility are simulated using OMNET++, the extended INET library, and vehicles-in-network simulation (VEINS) along with simulation of urban mobility (SUMO), respectively. A small key RSA based message encryption is implemented using IBM Qiskit, which is an open-source quantum software development kit. The findings reveal that the quantum cyber-attack, example, impersonation attack is able to successfully break the trust chain of a blockchain-based VANET. This highlights the need for a quantum secured blockchain.


翻译:基于区块链的车联网(VANET)被广泛认为是连接的交通系统的安全通信体系。随着量子计算的出现,人们担心这种体系在面对网络攻击时的脆弱性。本研究对基于区块链的VANET中的潜在威胁进行了调查,并开发了相应的量子网络攻击。具体而言,本文使用Quantum-Shor算法开发了一种量子冒名顶替攻击,以破解VANET的RSA加密数字签名,从而对VANET的基于信任的区块链方案构成威胁。利用OMNET ++,扩展的INET库和车辆网络模拟(VEINS)以及城市移动模拟(SUMO)模拟了基于区块链的VANET、车辆到一切(V2X)通信和车辆机动性。采用IBM Qiskit实现了基于小的RSA密钥的消息加密,这是一款开源量子软件开发工具包。研究结果表明,量子网络攻击(例如,冒名顶替攻击)能够成功地破坏基于区块链的VANET的信任链。这凸显了需要建立量子安全的区块链的需求。

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