互聯(lián)網汽車總線安全模型與應用研究
本文關鍵詞:互聯(lián)網汽車總線安全模型與應用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:中國作為汽車消費大國,自2009年以來已經連續(xù)7年成為世界最大的汽車生產國和最大汽車市場。汽車銷量的增加,特別是大中城市汽車保有量持續(xù)增長,為城市交通和生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的威脅。智能互聯(lián)汽車被看做是解決這些問題的關鍵技術,在國內應用和研究領域受到持續(xù)的關注。隨著互聯(lián)網汽車技術的深入,汽車內部控制總線逐漸暴露在互聯(lián)網環(huán)境下,為智能聯(lián)網汽車的發(fā)展帶來了前所未有的安全挑戰(zhàn)。汽車總線安全及汽車總線相關網絡環(huán)境的安全逐漸成為研究的熱點。汽車的網絡安全直接關乎到乘客的生命和財產安全,因此,在開發(fā)互聯(lián)網汽車應用時必須要充分考慮汽車總線、汽車控制系統(tǒng)的安全,時刻避免安全問題的發(fā)生。針對當前汽車總線存在的安全問題,本文通過建模分析其可能的遭受攻擊方式,并在總線模型基礎上提出安全控制的方法,建立互聯(lián)網汽車總線安全模型,最后建立互聯(lián)網汽車總線測試環(huán)境,驗證攻擊方式和安全方法。本文的主要貢獻如下:1.通過建模分析汽車CAN總線存在的安全問題所構建的模型包括CAN控制器模型、仲裁模型、CAN收發(fā)模型以及錯誤處理模型,通過模型驗證汽車總線的安全性質,分析存在的安全問題。2.針對互聯(lián)網環(huán)境下汽車總線存在的安全問題,提出安全控制的模型,保護汽車總線免受外部攻擊的干擾。以OBD接口為例,說明互聯(lián)網環(huán)境下汽車總線安全控制的重要性,針對CAN總線存在的攻擊方式,利用身份認證、風險評估和總線保護的方法保護汽車總線安全。3.利用現(xiàn)有的軟硬件技術,建立互聯(lián)網汽車總線應用的實驗環(huán)境。通過實驗和工具驗證汽車總線的安全性,在互聯(lián)網OBD設備上實現(xiàn)和評估安全控制算法,確認安全控制模型有效。實驗結果表明,本文提出安全模型能夠有效的保護汽車總線信息來源的安全性,保護汽車控制系統(tǒng)不受外部攻擊的干擾,確保互聯(lián)網汽車總線應用安全可靠。
【關鍵詞】:互聯(lián)網汽車 CAN總線 OBD 安全模型 身份認證
【學位授予單位】:華東師范大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U463.67;TP336
【目錄】:
- 摘要6-7
- ABSTRACT7-15
- 第一章 緒論15-19
- 1.1 研究背景及意義15-16
- 1.2 本文研究內容16-17
- 1.3 相關工作介紹17
- 1.3.1 汽車CAN總線安全研究17
- 1.3.2 車聯(lián)網系統(tǒng)安全研究17
- 1.4 本文組織結構17-19
- 第二章 背景知識及相關問題介紹19-29
- 2.1 互聯(lián)網汽車19-23
- 2.1.1 互聯(lián)網汽車體系結構19-20
- 2.1.2 互聯(lián)網汽車網絡安全20-23
- 2.2 互聯(lián)網汽車總線23-27
- 2.2.1 CAN總線通信原理23-25
- 2.2.2 CAN總線面臨的安全挑戰(zhàn)25-27
- 2.3 OBD接口27
- 2.4 UPPAAL建模工具27-29
- 第三章 汽車總線模型建立和分析29-39
- 3.1 整體架構29-31
- 3.2 控制器模型31-32
- 3.3 仲裁模型32-33
- 3.4 收發(fā)模型33-35
- 3.5 模型驗證和分析35-39
- 3.5.1 CAN總線模型的性質35-37
- 3.5.2 驗證及分析37-39
- 第四章 互聯(lián)網汽車總線安全模型與算法39-55
- 4.1 互聯(lián)網汽車總線安全模型SMIoV39-46
- 4.1.1 互聯(lián)網汽車總線結構39-40
- 4.1.2 互聯(lián)網汽車總線安全分析40-41
- 4.1.3 安全模型SMIoV41-45
- 4.1.4 SMIoV安全性質驗證45-46
- 4.2 SMIoV安全控制算法46-55
- 4.2.1 外部用戶身份認證48-50
- 4.2.2 控制命令安全驗證50-51
- 4.2.3 CAN總線DOS保護51-55
- 第五章 實驗與分析55-67
- 5.1 實驗環(huán)境的搭建和攻擊方式驗證55-59
- 5.1.1 實驗環(huán)境55
- 5.1.2 總線監(jiān)測55-57
- 5.1.3 定向試探57
- 5.1.4 DoS攻擊57-59
- 5.2 基于OBD的互聯(lián)網汽車應用設計和實現(xiàn)59-62
- 5.2.1 功能需求59-61
- 5.2.2 設計實現(xiàn)61-62
- 5.3 安全模型的應用和評估62-67
- 5.3.1 安全控制過程模擬62-65
- 5.3.2 安全性評估65-67
- 第六章 總結與展望67-69
- 6.1 總結67-68
- 6.2 展望68-69
- 參考文獻69-73
- 致謝73-75
- 發(fā)表論文和科研情況75
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