Flexray总线安全通信方法研究与实现

发布时间：2017-05-26 18:18

  本文关键词：Flexray总线安全通信方法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代汽车与传统汽车相比,引入了非常多的电子控制单元对车辆各个模块进行控制。这些模块必须互联通信才能协同工作,使用车载总线就可以实现这一目的。随着互联网的普及,将所有物品连接起来的物联网的概念随之产生,首当其冲的是车联网,作为物联网的先锋,车联网成为各大厂商关注的焦点。传统上汽车厂商通过OBD接口将标准的诊断仪与汽车网络相连接达到诊断的目的,这也是通往汽车网络的唯一接口。但是将车联网与互联网相连接,就会产生很多与互联网相似的威胁,汽车信息安全面临着严峻的考验。传统意义上汽车网络所要面对的问题是由非恶意的操作失误或者网络问题导致的。这类问题的特点是只要网络本身没有被破坏,是可以通过各种容错机制来自动恢复正常工作的。但是,将一个内部网络暴露于外部网络中,引入的问题必须让软件设计者十分重视。车辆系统对信息传送的速度,正确率和容错能力的要求越来越高,主流的CAN网络最高传输速度为1Mbps,逐渐已经无法满足现在汽车的需求。FlexRay应运而生。FlexRay车载网络通讯协议,因其满足车内控制系统所需要的高带宽、可靠性以及故障容错等要求,从CAN, LIN, MOST等网络标准中脱颖而出,成为同类产品的基准。车载总线FlexRay据有高速、可靠、灵活的特点。针对未来的标准,FlexRay的安全通信方法的研究与实现是本文所探讨的核心。对现有FlexRay的应用实现的总结,作者发现了FlexRay网络与传统的CAN网络都存在着潜在的安全威胁,甚至可以利用这一点对汽车进行控制。本文通过CANoe对FLexRay网络进行窃取攻击和欺骗攻击,成功的完成了对FlexRay网络中报文的读取以及向网络内发送报文骗过节点对其进行控制。针对窃取攻击,作者讨论了一种在软件层面上的FlexRay安全通信方法,并在CANoe模拟的网络中对其进行实现。并利用CANoe将节点中的数据和总线上的数据进行记录。用折线图对比网络中的数据,对FlexRay的安全通信方法的正确性和可行性进行验证与分析。在实验的基础上得出本文的结论后提出对未来的展望。这种安全通信方法简单有效的解决了窃取FlexRay网络数据的问题。今后FlexRay的安全通信也将会成为物联网普及后安全使用它的必要保障。最后作者向无私给予其帮助的人们表达了诚挚的感谢和崇高的敬意。
【关键词】：FLEXRAY CANoe 通信
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1. 物联网11-12
• 1.2. 车联网12-13
• 1.3. 车载信息安全13-14
• 1.4. OBD(车载诊断)14-15
• 1.5. FlexRay简介15-17
• 1.6. 小结17-18
• 第2章 开发环境18-25
• 2.1. CANoe18-20
• 2.1.1. 简介18-20
• 2.1.2. 总线系统和协议20
• 2.2. CAPL(CAN总线访问编程语言)20-22
• 2.3. Freescale FlexRay开发板(EVB9S12XF512E)22-24
• 2.4. 小结24-25
• 第3章 FlexRay协议25-34
• 3.1. 协议操作控制25-27
• 3.2. FlexRay核心机制27-30
• 3.2.1. 访问方法27
• 3.2.2. 时钟同步27-29
• 3.2.3. FlexRay集群启动29-30
• 3.3. FlexRay帧格式30-33
• 3.3.1. 概述30-31
• 3.3.2. FlexRay头段31-33
• 3.3.3. 负载段(0-254bytes)33
• 3.4. 小结33-34
• 第4章 汽车信息安全现状分析34-43
• 4.1. 概论34-35
• 4.2. 车载网络35-36
• 4.3. 安全属性36
• 4.4. 对FlexRay网络进行攻击36-42
• 4.4.1. 窃取FlexRay网络数据37-39
• 4.4.2. 对FlexRay网络节点进行电子欺骗39-42
• 4.5. 小结42-43
• 第5章 FlexRay安全通信方法设计43-56
• 5.1. 概述43-44
• 5.2. 防御思想44-47
• 5.3. 防窃取实现47-56
• 5.3.1. 软件结构设计48-51
• 5.3.2. 防窃取实现方法51-56
• 第6章 实验验证及分析56-65
• 6.1. 防窃取过程的验证思想56-57
• 6.2. 防窃取验证分析57-65
• 第7章 结论65-67
• 7.1. 总结65
• 7.2. 展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周旭;;FlexRay总线在车辆中的应用[J];科技致富向导;2014年03期

  本文关键词：Flexray总线安全通信方法研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：397717