互联网汽车总线安全模型与应用研究

发布时间：2017-05-18 08:25

  本文关键词：互联网汽车总线安全模型与应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：中国作为汽车消费大国,自2009年以来已经连续7年成为世界最大的汽车生产国和最大汽车市场。汽车销量的增加,特别是大中城市汽车保有量持续增长,为城市交通和生态环境带来了严重的威胁。智能互联汽车被看做是解决这些问题的关键技术,在国内应用和研究领域受到持续的关注。随着互联网汽车技术的深入,汽车内部控制总线逐渐暴露在互联网环境下,为智能联网汽车的发展带来了前所未有的安全挑战。汽车总线安全及汽车总线相关网络环境的安全逐渐成为研究的热点。汽车的网络安全直接关乎到乘客的生命和财产安全,因此,在开发互联网汽车应用时必须要充分考虑汽车总线、汽车控制系统的安全,时刻避免安全问题的发生。针对当前汽车总线存在的安全问题,本文通过建模分析其可能的遭受攻击方式,并在总线模型基础上提出安全控制的方法,建立互联网汽车总线安全模型,最后建立互联网汽车总线测试环境,验证攻击方式和安全方法。本文的主要贡献如下：1.通过建模分析汽车CAN总线存在的安全问题所构建的模型包括CAN控制器模型、仲裁模型、CAN收发模型以及错误处理模型,通过模型验证汽车总线的安全性质,分析存在的安全问题。2.针对互联网环境下汽车总线存在的安全问题,提出安全控制的模型,保护汽车总线免受外部攻击的干扰。以OBD接口为例,说明互联网环境下汽车总线安全控制的重要性,针对CAN总线存在的攻击方式,利用身份认证、风险评估和总线保护的方法保护汽车总线安全。3.利用现有的软硬件技术,建立互联网汽车总线应用的实验环境。通过实验和工具验证汽车总线的安全性,在互联网OBD设备上实现和评估安全控制算法,确认安全控制模型有效。实验结果表明,本文提出安全模型能够有效的保护汽车总线信息来源的安全性,保护汽车控制系统不受外部攻击的干扰,确保互联网汽车总线应用安全可靠。
【关键词】：互联网汽车 CAN总线 OBD 安全模型 身份认证
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.67;TP336
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 研究背景及意义15-16
• 1.2 本文研究内容16-17
• 1.3 相关工作介绍17
• 1.3.1 汽车CAN总线安全研究17
• 1.3.2 车联网系统安全研究17
• 1.4 本文组织结构17-19
• 第二章 背景知识及相关问题介绍19-29
• 2.1 互联网汽车19-23
• 2.1.1 互联网汽车体系结构19-20
• 2.1.2 互联网汽车网络安全20-23
• 2.2 互联网汽车总线23-27
• 2.2.1 CAN总线通信原理23-25
• 2.2.2 CAN总线面临的安全挑战25-27
• 2.3 OBD接口27
• 2.4 UPPAAL建模工具27-29
• 第三章 汽车总线模型建立和分析29-39
• 3.1 整体架构29-31
• 3.2 控制器模型31-32
• 3.3 仲裁模型32-33
• 3.4 收发模型33-35
• 3.5 模型验证和分析35-39
• 3.5.1 CAN总线模型的性质35-37
• 3.5.2 验证及分析37-39
• 第四章 互联网汽车总线安全模型与算法39-55
• 4.1 互联网汽车总线安全模型SMIoV39-46
• 4.1.1 互联网汽车总线结构39-40
• 4.1.2 互联网汽车总线安全分析40-41
• 4.1.3 安全模型SMIoV41-45
• 4.1.4 SMIoV安全性质验证45-46
• 4.2 SMIoV安全控制算法46-55
• 4.2.1 外部用户身份认证48-50
• 4.2.2 控制命令安全验证50-51
• 4.2.3 CAN总线DOS保护51-55
• 第五章 实验与分析55-67
• 5.1 实验环境的搭建和攻击方式验证55-59
• 5.1.1 实验环境55
• 5.1.2 总线监测55-57
• 5.1.3 定向试探57
• 5.1.4 DoS攻击57-59
• 5.2 基于OBD的互联网汽车应用设计和实现59-62
• 5.2.1 功能需求59-61
• 5.2.2 设计实现61-62
• 5.3 安全模型的应用和评估62-67
• 5.3.1 安全控制过程模拟62-65
• 5.3.2 安全性评估65-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 发表论文和科研情况75

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