[发明专利]一种基于ECU通信频率属性的车内网络数据通信方法

说明书

本发明提供了一种基于ECU通信频率特性的车内网络数据通信方法，包括以下步骤：1)采集车内通信数据并进行预处理；2)对ECU进行最大频繁项集挖掘；3)根据最大频繁项集对ECU进行分类；4)根据分类结果为ECU匹配对应的频率属性；5)搭建车内基于频率属性的通信架构。本发明结合车内ECU的通信频率特性，从车内ECU实际的通信情况出发，与属性基加密算法相结合，提出了一种基于ECU通信频率属性的车内网络数据通信方法，在不影响车内原始通信需要的情况下，达到了保护车内数据的效果。

技术领域

本发明涉及智能网联汽车、车内通信技术、密码学和数据挖掘领域，尤其涉及车内通信技术领域。

背景技术

随着现代通信和网络技术与汽车产业的融合，汽车不断向网联化、智能化方向发展，有效的改善了交通状况，提高了车辆行驶的舒适性、安全性。《中国制造2025》中明确表明智能网联汽车列入未来10年国家智能制造发展的重点领域。传统车企及国内外科技巨头BAT、谷歌和亚马逊等均制定ICV发展的系统战略。各行业全方位布局、高度关注智能网联汽车产业。

智能网联汽车在不断发展的同时也面临着严峻的信息安全挑战，2017年，腾讯科恩实验室公布了通过WIFI入侵特斯拉Model X车内网络，并向其注入恶意数据帧达到控制车辆进行远程操控的目的。2018年，据英国某媒体报道，由于无钥匙系统的漏洞，当地无钥匙车辆的盗窃事件频频发生。根据360发布的2019智能网联汽车信息安全年度报告显示，对于智能网联汽车公开报道的攻击事件2016年共有22起，2019年则增加到了155起，三年间增长了六倍。以上数据都表明了解决智能网联汽车的信息安全问题刻不容缓。

智能网联汽车的攻击事件频频发生主要原因是车内网络原是封闭的，但是随着汽车网联化、智能化的发展，汽车开放了很多的接口，外部设备可以通过这些接口入侵车载网络。并且由于车内使用的是广播明文的方式进行数据交互，使得攻击者入侵车载网络以后，可以轻易的监听车内通信数据，然后通过逆向工程等手段对车内数据进行分享，进而在车内发布虚假信息最终达到控制车辆的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ECU通信频率属性的车内通信方法，在实现保护车内数据的安全性、机密性和隐私性的同时，达到简化密钥管理、隔离非授权ECU和降低总线负载。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ECU通信频率属性的车内通信方法，包括一下步骤：(1)根据采集的车内通信数据和ECU通信列表对数据进行预处理。(2)对处理的数据进行最大频繁项集挖掘，根据数据挖掘结果为ECU匹配相应的频率属性。(3)GECU在车辆启动前进行初始化，生成需要的公共参数和主密钥，并在车内对公共参数进行广播。(4)ECU向GECU发送注册申请，GECU验证ECU的身份并为身份合法的ECU发送主密钥。(5)车内进行频率属性加密通信，当发送消息时，ECU根据自身的频率属性集合对数据进行加密并传输，只有拥有相同频率属性的ECU生成的私钥才能对数据进行解密。

进一步，所述步骤(1)根据采集的车内通信数据和ECU通信列表对数据进行预处理；其步骤如下：

步骤1.1：通过USBCAN分析仪将汽车CAN总线数据从车中导出，然后进行存储，实现对车内数据的采集从而获得每种数据帧出现的次数。

步骤1.2：通过ECU通信列表可以获得ECU之间的信息交互情况，再根据采集得到的数据帧的出现次数进行数据处理，得到可用于最大频繁项集的数据集。

进一步，所述步骤(2)对处理的数据进行最大频繁项集挖掘，根据数据挖掘结果为ECU匹配相应的频率属性；其步骤如下：