SecOC安全机制中国密算法应用方案研究

发布时间：2021-08-30 00:33

　　智能网联汽车具备高速网联、复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能.随着车联网的飞速发展,智能网联汽车在车联网中可获得更多智能服务,但同时也面临着更多的安全威胁.目前,车辆内部基于CAN总线的ECU之间通信缺乏安全通信机制,一旦车外网的攻击进入车辆内网,车辆就会被黑客控制,所以对车内网安全通信机制的研究十分重要.详细介绍了AUTOSAR规范中SecOC安全通信机制原理,对其中MAC生成的对称加密算法进行研究,考虑我国汽车产业未来的健康发展,推荐采用国密SM4算法对SecOC安全框架进行实现,对SM4加密算法的实现原理进行了说明,考虑到车内网通信的高实时性要求,重点对SM4算法的应用方案进行了讨论,对SM4的软件实现性能进行了测试和分析,对支持国密SM4的硬件实现机制进行了讨论,并对该方案未来的应用进行了展望. 

【文章来源】：信息安全研究. 2020,6(09)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

SM4中第i轮迭代运算结构

SecOC安全机制从属于AUTOSAR软件规范中的Safety and Security部分[3]，该机制能够与AUTOSAR通信系统进行无缝集成．如图1所示，SecOC模块集成在AUTOSAR分层软件架构下的BSW(basic software）部分．PDUR(protocol data unit router）软件模块负责将与安全相关的I-PDU路由至SecOC模块，然后由SecOC模块负责构造SecuredI-PDU，并将处理结果以I-PDU的形式回传给PDUR，由PDUR负责进一步路由．SecOC可以获取CSM模块提供的加密服务，且能够与RTE交互进行密钥和计数器的管理．因此，SecOC模块需能支持各种适配PDUR的通信方式和规范，如组播通信、传输协议和PDUR网关等．SecOC模块为PDU级别上的关键数据提供可行的身份验证机制，即SecOC会在CAN报文负载中插入身份认证信息和新鲜值字段．在搭载SecOC组件后，ECU间进行CAN通信的流程及通信报文内容发生改变．发送方ECU将原始报文信息通过加密算法计算生成消息认证码MAC，将原始报文数据加上新鲜度值，再拼接MAC，得到SecuredI-PDU（安全交互协议数据单元），如图2所示：

SecuredI-PDU结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]SM4加密算法在车联网上的应用[J]. 蒋炯炜,洪泽,陈振娇.  计算机与网络. 2020(03)
[2]SM4加密算法可裁剪式结构设计与硬件实现[J]. 刘金峒,梁科,王锦,陈新伟,徐华超,李国峰.  南开大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]SM4算法原理及实现[J]. 冯燕强,朱泽智,冯智明.  有线电视技术. 2019(06)
[4]国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用[J]. 陈刚.  信息通信. 2019(03)
[5]AUTOSAR规范下安全车载通信技术的研究与实现[J]. 吴志红,李清晨,朱元,陆科,赵建宁.  通信技术. 2017(12)
[6]SM4分组密码算法综述[J]. 吕述望,苏波展,王鹏,毛颖颖,霍利利.  信息安全研究. 2016(11)

硕士论文
[1]SM4与祖冲之算法的优化设计与应用[D]. 王传福.黑龙江大学 2017



本文编号：3371690