基于模糊测试的车控网络漏洞挖掘技术研究与实现

发布时间：2020-10-25 20:39

　　 随着物联网和汽车电子的深度融合,越来越多的汽车开始接入互联网,车控网络作为一个复杂的嵌入式网络,在设计和实现上的安全问题变得越来越突出。如何对其进行安全测试,以挖掘出其潜在的漏洞已经成为一个非常重要的课题,而模糊测试技术作为一种重要的安全测试手段,通过注入大量随机异常的数据来测试网络协议的安全性,能够简单高效的挖掘出多种安全漏洞。将模糊测试技术应用于车控网络的漏洞挖掘过程,还需要对车控网络中的协议进行深入了解。针对上述问题,本文通过深入研究模糊测试漏洞挖掘技术和车控网络技术,提出并验证了基于模糊测试的车控网络漏洞挖掘方案。主要的研究工作如下:1.研究了车控网络中各种总线技术和主要协议,对传统漏洞挖掘技术进行了分类和优缺点对比,研究了模糊测试技术,总结了各种模糊测试技术的优缺点,并分析了现有的开源模糊测试框架,对车控网络进行了威胁建模,并对车控网络的安全现状进行了深入分析,对提出的基于模糊测试的漏洞挖掘方案进行了可行性分析。2.设计并实现了面向UDS协议的模糊测试系统,包括目标分析、模糊测试引擎以及故障记录三个模块,模糊测试引擎中实现了基于数据块的数据生成器、多硬件支持和跨平台的通用I/O模块以及异常监控模块,异常监控能够有效的检测ECU的活动状态,并且还具备恢复ECU状态的能力。3.采用实现的模糊测试系统进行了漏洞挖掘实验,成功发现了实验所用ECU中存在的漏洞,验证了系统的漏洞挖掘能力,并应用威胁分级体系对漏洞进行了风险评估。根据以上工作内容和实验结果可知,模糊测试漏洞挖掘技术能够发现车控网络中潜在的安全隐患,从而为解决车控网络的安全问题提供有效的帮助。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.67;TP393.08
【部分图文】：

安装can-untils

图5-1 安装 can-untils图5-2 查看 can0 接口信息然后再设置 CAN 总线波特率，即 CAN 总线的速率，高速 CAN 的典型速率为500Kbps,低速 CAN 的典型速率为 250Kbps 或 125Kbps。如果 can0 接口的波特率与测试目标不匹配，则在采集 CAN 数据时会发生错误，本实验环境中的测试目标采用的是高速 CAN，故将 can0 接口的波特率设置为 500Kbps 并启用 can0 设备。图5-3 设置 can0 接口波特率并启用 can0 设备在 Windows 平台下，无法使用 SocketCAN 接口，故采用 CAN 分析仪与测试目标建立通信

表5-1 测试用例说明表测试用例 测试目的 预期结果安全访问服务测试 测试密码核查机制强度 存在弱访问控制ECU 刷写服务测试 测试 ECU 刷写服务的安全性 可能使 ECU 内部存储结构破坏，导致其崩溃写入内存服务测试 测试写入内存服务的安全性 可能导致 ECU 的内存破坏通用服务测试 测试所有 UDS 服务的安全性 可能产生拒绝服务，内存破坏，信息泄露，绕过密码核查等漏洞5.2.2 安全访问服务模糊测试安全访问服务作为 CAN 网络中的一种认证机制，能够有效的限制非法人员访问 ECU 的其它关键服务，其服务号为 0x27。本文在 4.2.1.2 小节中已经对它的原理和机制做了详细介绍。下面将对其进行模糊测试。然后在 ubuntu 执行测试过程，启动测试的过程如图 5-6 所示。
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本文编号：2855929