[发明专利]车辆CAN网络的通信方法、通信系统及车辆

说明书

本发明提供了一种CAN报文的生成方法、生成系统、通信方法和车辆，该生成方法包括：从多个信号排布规则中随机选择信号排布规则，其中，每个所述信号排布规则对应有预设的信号排布方式，每个所述信号排布规则具有相应的排布规则编码；根据随机选择的信号排布规则对应的信号排布方式对多个信号进行排布；根据对应于所述随机选择的信号排布规则的编码和所述多个信号的排布结果生成CAN报文。本发明的CAN报文的生成方法可以达到最大限度防止逆向破解，且成本低。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆CAN网络的加密方法。

背景技术

汽车行业使用CAN总线协议标准主要有两大类：ISO 11898和SAE J1939，前者为基础协议，后者为商用车具体化的专用协议。

在数据链路层层面，为了保证数据一致性，有CRC校验算法，CRC校验算法是标准协议的规定，算法也是标准和透明的。

在应用层层面，主要通过设置MessageCounter及MessageChecksum信号，来保证数据的一致性。其中商用车所使用的SAE J1939协议，MessageChecksum的算法是协议制定好的透明算法。乘用车的应用层协议由各主机厂自主制定，所以MessageChecksum的算法主要由各主机厂或供应商定义，这在一定程度上保护了数据安全。

基于现有协议的约束，对于透明的MessageChecksum算法安全性低。对于主机厂自定义的算法，如果不够复杂的话，也可通过逆向破解。当外部设备通过OBD接口或直接接入整车CAN线路，通过逆向工程，完全可以摸清楚整车大部分的应用层通信协议内容，导致不法分子有机可乘，通过模拟控制器重放控制信号，激活整车部分功能，车辆安全将受到威胁。

对数据安全的主要策略是采用数据加密传输技术。主要分为软件和硬件加密两部分技术：软件加密多数采用AES加密算法以及相应的密钥生成和管理算法。从密码学的角度看，AES是安全的，它包括对称分块加密，每块长度为128位。它生成的密文长度为16字节的整数倍，然后发送者将其发送给接收者。硬件加密是采用专用的硬件加密模块，执行同样的AES加密算法，可进行快速的加解密，保证数据响应的实时性。

软件加密的缺点是囿于现阶段整车控制器处理器的处理能力，加密算法的执行效率会受到影响，以及密钥生成和管理也不能做的太复杂。如果加解密的效率低下，将会直接影响控制器的功能响应，涉及到行驶安全的控制器是不能接收这种影响的。硬件加密的缺点是增加控制器硬件开销，使得控制器成本上升。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种CAN报文的生成方法，该生成方法可以最大限度地防止CAN报文被逆向破解，且成本低。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种CAN报文的生成方法，包括以下步骤：从多个信号排布规则中随机选择信号排布规则，其中，每个所述信号排布规则对应有预设的信号排布方式，每个所述信号排布规则具有相应的排布规则编码；根据随机选择的信号排布规则对应的信号排布方式对多个信号进行排布；根据对应于所述随机选择的信号排布规则的排布规则编码和所述多个信号的排布结果生成CAN报文。

进一步地，所述根据随机选择的信号排布规则对应的信号排布方式对多个信号进行排布，包括：根据所述随机选择的信号排布规则对应的信号排布方式确定所述多个信号中每个信号在所述CAN报文中占用的字节位置；根据每个信号在所述CAN报文中占用的字节位置对所述多个信号进行排布。

进一步地，还包括：在所述多个信号中存在空余位的信号添加信号保护位，所述信号保护位用于对相邻信号数值进行干扰保护。