本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全問題及CAN總線異常檢測技術(shù)研究

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【摘要】：隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,智能網(wǎng)聯(lián)汽車成為汽車信息化的發(fā)展方向。近年來針對汽車的信息安全事件頻發(fā),網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全問題凸顯,研究網(wǎng)聯(lián)汽車及車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息安全問題迫在眉睫。CAN總線是目前使用最廣泛的車載總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),隨著汽車信息安全問題的出現(xiàn),惡意攻擊通過外部接口直接滲透到車載CAN總線網(wǎng)絡(luò),嚴(yán)重危害駕乘者人身和財產(chǎn)安全。CAN總線缺乏基本的信息安全機(jī)制,研究車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)的信息安全問題及適合CAN總線的異常檢測技術(shù)具有十分重要的意義。本文概述了網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全問題的研究現(xiàn)狀,分析了網(wǎng)聯(lián)汽車的信息安全威脅,對網(wǎng)聯(lián)汽車可能受到攻擊的外部接口進(jìn)行了歸納分類,分析了這些攻擊接口的攻擊手段和潛在威脅。對目前主要車載總線網(wǎng)絡(luò)潛在的信息安全威脅進(jìn)行了歸納分析,并針對安全威脅提出了相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制。深入分析車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)信息安全問題,提出車載CAN總線安全使用異常檢測技術(shù)的需求,討論了車載網(wǎng)絡(luò)的異常檢測技術(shù)。提出了一種基于信息熵的車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)報文異常檢測方法,理論分析及實驗結(jié)果表明,該方法可以用于檢測車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)的洪泛、重放等攻擊。提出了一種基于決策樹的車載CAN總線報文數(shù)據(jù)異常檢測方法,結(jié)合CART決策樹模型和車載CAN總線報文數(shù)據(jù)特點,提出了適用于車載CAN總線報文異常檢測的決策樹模型。通過實驗證明該方法的檢測準(zhǔn)確率為98.3%。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)聯(lián)汽車 CAN總線 車載總線網(wǎng)絡(luò) 信息安全 信息熵 決策樹 異常檢測
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.67;TP393.08
【目錄】：

• 提要5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-28
• 1.1 研究背景與意義14-17
• 1.1.1 研究背景14-16
• 1.1.2 研究意義16-17
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀17-24
• 1.2.1 網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.2 CAN總線信息安全研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3 本文的主要研究工作24-25
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)25-28
• 第2章 網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全分析28-50
• 2.1 引言28-30
• 2.2 網(wǎng)聯(lián)汽車的攻擊接口30-38
• 2.2.1 物理訪問31-32
• 2.2.2 短距離無線訪問32-34
• 2.2.3 新興的短距離無線訪問34-36
• 2.2.4 長距離無線訪問36
• 2.2.5 信息服務(wù)系統(tǒng)36-38
• 2.3 車載網(wǎng)絡(luò)信息安全分析38-49
• 2.3.1 車載總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介38-44
• 2.3.2 CAN總線44-46
• 2.3.3 MOST網(wǎng)絡(luò)46-47
• 2.3.4 FlexRay總線47-49
• 2.4 小結(jié)49-50
• 第3章 CAN總線信息安全問題及異常檢測技術(shù)50-68
• 3.1 引言50
• 3.2 車載CAN總線信息安全問題50-59
• 3.2.1 CAN總線網(wǎng)絡(luò)特性50-54
• 3.2.2 CAN總線協(xié)議安全威脅54-55
• 3.2.3 CAN總線攻擊方式55-57
• 3.2.4 CAN總線信息安全挑戰(zhàn)57-59
• 3.3 車載總線網(wǎng)絡(luò)異常檢測技術(shù)59-66
• 3.3.1 車載總線網(wǎng)絡(luò)異常檢測相關(guān)挑戰(zhàn)60-62
• 3.3.2 基于異常的檢測技術(shù)概述62-66
• 3.4 小結(jié)66-68
• 第4章 基于信息熵的CAN總線異常檢測68-90
• 4.1 引言68
• 4.2 信息熵68-70
• 4.2.1 信息熵的定義68-69
• 4.2.2 信息熵的主要性質(zhì)69-70
• 4.2.3 相對熵70
• 4.3 基于信息熵的異常檢測70-75
• 4.3.1 CAN總線信息熵71-72
• 4.3.2 CAN總線信息熵的理論分析72-74
• 4.3.3 異常檢測方法模型74-75
• 4.4 仿真實驗與分析75-86
• 4.4.1 實驗仿真平臺75-77
• 4.4.2 攻擊節(jié)點仿真77-78
• 4.4.3 理論分析驗證78-81
• 4.4.4 檢測模型標(biāo)定81-86
• 4.5 討論86-89
• 4.6 小結(jié)89-90
• 第5章 基于決策樹的CAN總線異常檢測90-110
• 5.1 引言90
• 5.2 決策樹90-95
• 5.2.1 決策樹模型屬性選擇91-93
• 5.2.2 決策樹模型生成93-94
• 5.2.3 決策樹模型剪枝94-95
• 5.3 基于決策樹的異常檢測95-97
• 5.3.1 CAN總線決策樹模型生成95-96
• 5.3.2 CAN總線決策樹生成算法96
• 5.3.3 決策樹異常檢測模型96-97
• 5.4 實驗與分析97-108
• 5.4.1 實驗數(shù)據(jù)集97
• 5.4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理97-103
• 5.4.3 決策樹模型參數(shù)控制103
• 5.4.4 決策樹模型生成結(jié)果103-106
• 5.4.5 異常報文定位106-108
• 5.5 小結(jié)108-110
• 第6章 總結(jié)與展望110-114
• 6.1 工作總結(jié)110-111
• 6.2 下一步的工作展望111-114
• 參考文獻(xiàn)114-124
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果124-127
• 致謝127

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本文編號：869141