【摘 要】
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现如今传统汽车逐步转变为电子信息系统控制的智能车辆,全面推进智能网联汽车发展已经上升到了国家发展的战略高度,因而指出车辆增加的同时也需要配备一些外设设备与网络。伴随外设接口显著的增加,车载网络与外界交互愈发频繁,汽车电控系统在与智能手机、OBD-II网络测试仪等连接时,黑客非常容易找到入侵车载总线控制车辆的方法,从而引发较多的安全问题。目前关于CAN-FD（CAN With Flexible Da
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现如今传统汽车逐步转变为电子信息系统控制的智能车辆,全面推进智能网联汽车发展已经上升到了国家发展的战略高度,因而指出车辆增加的同时也需要配备一些外设设备与网络。伴随外设接口显著的增加,车载网络与外界交互愈发频繁,汽车电控系统在与智能手机、OBD-II网络测试仪等连接时,黑客非常容易找到入侵车载总线控制车辆的方法,从而引发较多的安全问题。目前关于CAN-FD（CAN With Flexible Data-Rate）总线安全架构的相关内容较少,因此本文在研究总线网络特性的基础上,制定了入侵检测和容错控制架构,保证CAN-FD总线智能网联汽车的安全。首先,针对车载总线的典型攻击模式进行分析后,设计不同的攻击模型对总线进行入侵操作;并结合车载CAN-FD总线网络信息的特性,对实际车辆的总线报文数据分析,根据分析结果提出横向与纵向的信息相关性概念,为后续检测与容错提供理论基础。其次,在接收端利用数组存储的方式,保存发送端发送过来的带有认证码的报文。并于异常信息检测中,提出接收端根据消息认证码验证此消息的可用性。当接收端验证不通过时,基于不同特征对攻击类型进行分类,通过提醒操作告知系统受到哪种攻击。最后,根据入侵检测的类型进行容错控制,提出基于前N条信息的容错方法。为了验证本文设计的入侵检测与容错控制算法的有效性和性能,在CANoe软件中模拟了车辆CAN-FD总线的网络环境进行仿真。仿真结果表明,本文提出的CAN-FD网络安全架构各模块可以很好地完成异常检测与容错工作。通过对数组的更新调整,具有较高的检测率,并可以进行有效的容错。在测试1500条信息中,针对车载CAN-FD总线的注入、窃取和洪泛攻击的检测率达到了95%、99%和97.4%,在重放攻击方面检测率为86.6%。进行一次检测和防御的时间远远小于总线发送和接收信息的时间。因此,能够在不影响车辆正常行驶的情况下,保证CAN-FD总线的信息安全。
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