基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的CAN總線攻擊與防御檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，基于多網(wǎng)融合的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開始進(jìn)入人們的生活，車與人，車與車，車與移動(dòng)設(shè)備，車與基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)云服務(wù)、大數(shù)據(jù)交換互聯(lián)在一起。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)極大的提高了人們的駕乘體驗(yàn)，引發(fā)了生活方式的變革，是未來(lái)汽車的發(fā)展方向。
　　目前隨著越來(lái)越多的電子控制設(shè)備應(yīng)用到汽車當(dāng)中，各個(gè)電子設(shè)備模塊在汽車運(yùn)行過(guò)程中需要相互配合，電子設(shè)備模塊之間交流被架構(gòu)成復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)。隨著車載網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大、車用電子設(shè)備數(shù)量

2、增多，汽車上軟件運(yùn)行的種類和數(shù)量也隨之加大，網(wǎng)絡(luò)信息安全問(wèn)題隨之而來(lái)。攻擊者可以經(jīng)由汽車內(nèi)外通信通路攻擊車載軟件的漏洞，向CAN總線下發(fā)異常報(bào)文，從而影響車輛的控制系統(tǒng)。這些潛在的隱患不再是盜取信息、錢財(cái)那么簡(jiǎn)單，而是實(shí)實(shí)在在地威脅到了我們的生命安全。通過(guò)異常檢測(cè)、安全防護(hù)等技術(shù)，保護(hù)車載CAN總線信息安全具有十分重要的意義。
　　本文針對(duì)目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車中采用的車載CAN網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其存在的可重放、易篡改等安全問(wèn)題進(jìn)行深入的分析和解

3、剖，分析車載CAN總線所存在的安全漏洞，設(shè)計(jì)了針對(duì)車載CAN總線的攻擊方法，闡述了如何逆向破解總線報(bào)文信息，以達(dá)到控制汽車的目的。之后在分析攻擊手段和總線報(bào)文結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)車載CAN總線的異常檢測(cè)模型。主要取得的成果如下：
　　1）在研究分析車載CAN網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，利用CAN網(wǎng)絡(luò)存在的安全漏洞設(shè)計(jì)有效的攻擊方法。利用逆向技術(shù)分析CAN報(bào)文數(shù)據(jù)包，破解車載報(bào)文指令信息，以達(dá)到控制汽車的目的。車載CAN網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)

4、的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)包沒有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)包那樣的源地址和目的地址。本文根據(jù)CAN報(bào)文數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出了異常檢測(cè)模型框架，分別從報(bào)文標(biāo)識(shí)位 ID和報(bào)文數(shù)據(jù)位進(jìn)行異常檢測(cè)，能夠較為全面的檢測(cè)針對(duì)車載CAN網(wǎng)絡(luò)的攻擊。
　　2）針對(duì) CAN報(bào)文標(biāo)識(shí)位 ID，提出了基于特征和信息熵的異常檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)檢測(cè)CAN總線中不同報(bào)文 ID的概率分布，計(jì)算車載CAN總線的信息熵，以正常CAN總線的信息熵值作為異常檢測(cè)閾值標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)將正常總

5、線中的CAN ID列為白名單，識(shí)別總線中非正常出現(xiàn)CAN ID的特征。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于信息熵和特征結(jié)合的異常檢測(cè)策略能有效的檢測(cè)洪泛攻擊、大量重放攻擊以及少數(shù)高優(yōu)先級(jí)報(bào)文攻擊。
　　3）針對(duì)車載總線CAN報(bào)文數(shù)據(jù)位，提出了基于支持向量機(jī)的異常檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)位的特點(diǎn)，將車載總線報(bào)文數(shù)據(jù)位劃分為8個(gè)特征，結(jié)合支持向量機(jī)的檢測(cè)方法，將正常數(shù)據(jù)報(bào)文與異常數(shù)據(jù)報(bào)文區(qū)分開來(lái)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于支持向量機(jī)的異常檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)總線報(bào)文數(shù)