车联网借助计算机科学技术、通信技术、无线传感技术等手段，并配置先进的控制系统、传感器设备，融合了数据采集、数据分析、自动控制和智能决策的能力，推动了无人驾驶能力逐渐升级，为安全、高效的驾驶提供了基本保障。

▲ 零信任车联网情景展示

车辆及其周边设备之间信息高效、可靠地传输是车联网研究的重要问题，针对车联网的研究能有效提高交通安全和交通管理能力。但车联网中网络节点数量庞大、运行环境移动复杂，以及节点模式的强异构性等问题，对网络中海量数据传输和处理的实时性提出了更高要求。然而，在开放式交通场景下，车辆行驶环境复杂多变，存在海量传感器设备节点以及车辆节点随机接入等因素，车联网信息安全传输过程中“永不信任、持续验证”的“零信任”特性越发突出，交通数据的实时性、完整性、有效性难以得到保证。

▲ 传统车群与考虑零信任架构下的车群控制对比图

虽然国内外学者和研究人员对智能车联网的数据传输、路径规则方法的研究取得了一些进展，但是从零信任环境下车联网的系统需求到实际行车过程中的实时性、离散性问题及数据的完整性和正确性传输机制，依然没有形成一套完善的模型框架结构。《零信任环境下车联网信息安全传输的形式化建模与分析方法》针对这些方面，提出了一些可行的方法。

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零信任环境下车联网信息安全传输的形式化建模与分析方法

黄大荣 等著

北京 : 科学出版社 , 2025. 5

本书以零信任环境下车联网系统的信息安全传输机制为研究背景，基于零信任架构，结合动态建模语言 Petri 网和框架描述语言—— Z 语言的特点，融入多值逻辑思想，提出车联网系统建模过程中所面临的主要问题和相应的形式化建模 方法，并重 点针对 车联网系统需求模型的分析与验证、实时动态性传输特点、运行环境的复杂多变性，进行了详尽的阐述和分析。在车联网系统设计的需求阶段，考虑系统的多接口、强耦合性等特征，采用 PZN 进行分层式建模和分析验证，可以有效保证系统的完整性和正确性；在系统使用过程中，出于对高时效性、可靠性的需求，采用 TPZN 进行描述刻画，强化系统的实时性；针对行车环境中不同设备数据信息传输需求的优先级进行设定，有效地处理高需求事件。此外，对于环境中常见的行车故障等离散事件，基于离散 Petri 网和 Z 语言进行刻画，建模并分析可行的解决方案，提供预警和相应可供选的措施。

本书的撰写得到了中南大学桂卫华教授、东南大学/山东科技大学周东华教授、青岛大学侯忠生教授、安徽大学孙长银教授、西南交通大学马磊教授等专家的鼎力支持和关心。本书的完成也与课题组米波教授、刘洋副教授、张振源副教授、那雨虹博士后等老师以及全体硕博士研究生的辛苦工作密不可分。特别感谢华东理工大学李中美副教授在本书最后审定阶段给予的鼎力支持。

本书得到国家自然科学基金项目 (62273065 、 61903053 、 61703063 、 62303004 、 62003064) 、工业控制技术全国重点实验室开放课题 (ICT2024B52) 、重庆市自然科学基金面上项目 (CSTB2023NSCQ-MSX0441 、 CSTB2023NSCQ-MSX0840) 、重庆市教委科学技术研究计划项目 (KJZD-K201800701 、 KJZD-K202300701) 、上海市“科技创新行动计划”技术标准项目 (23DZ2201700) 、上海市青年科技启明星计划 (24QA2706100) 等项目的支持；同时，还得到工业控制技术全国重点实验室、自主无人系统技术教育部工程研究中心、安徽省人工智能教材建设重点研究基地、安全人工智能安徽省重点实验室、安徽省无人系统与智能技术工程研究中心、安徽大学人工智能学院，重庆交通大学信息科学与工程学院等机构和部门的各位领导和同仁的大力支持；以及中国汽车工程研究院股份有限公司、重庆微标科技股份有限公司、民航成都物流技术有限公司等企事业单位对本书部分内容给予的行业应用支持。在此，向所有对本书给予帮助的机构和部门表示诚挚的谢意。

本文摘编自《零信任环境下车联网信息安全传输的形式化建模与分析方法》（黄大荣等著.北京 : 科学出版社, 2025.5）一书“前言”“ 第1章 绪 论 ”，有删减修改，标题为编者所加。

“零信任：群体智能可信决策与安全控制著作丛书”旨在传播和推广零信任环境下群体智能可信决策与安全控制前沿技术重点领域的优秀研究成果，包括智能网联车辆数据加密、信息安全传输与形式化验证技术，城市交通大数据信任度评估、可靠决策与安全管控方法，复杂物理-网络攻击场景下（如物理射频干扰、网络虚假数据注入、链路阻塞等）的零信任智能网联车群数据可信感知、协同决策理论与方法，考虑信任缺失、数据错误等典型复杂工况条件下的智能网联车群的容错控制和数据容错方法设计与实践实例，等等。同时，零信任架构下船舶、无人机等其它群体智能控制，也具有广泛意义。。

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