[发明专利]一种用于车载CAN网络的信息安全增强方法及电子设备

说明书

本发明提供了一种用于车载CAN网络的信息安全增强方法及电子设备，所述方法包括：将特定水印信息(包括图片、字符串等)利用哈夫曼编码对数字水印进行编码压缩得到待植入水印信息，为每个节点设置水印插入计数器和水印提取计数器用于水印信息发送和接收的同步，接收节点将接收到的报文按照它们在网络中的ID号进行分组，再根据报文ID号的分组对接收到的报文进行认证，一旦发现提取出的水印信息与原始水印信息不一致，说明报文的发送时序被破坏，网络中存在入侵报文。本发明提供的一种用于车载CAN网络的信息安全增强技术相比现有技术，具有带宽资源占用小，计算复杂度低，易于实施的特点。

技术领域

本发明涉及汽车网络通信及汽车安全技术领域，具体为一种用于车载CAN网络的信息安全增强方法及电子设备。

背景技术

近年来，随着网络技术的发展，汽车越来越趋向于网联化，汽车内部各个部件之间以及车辆和外部网络之间的联通性的提高，产生了通信时的信息和驾驶安全问题。目前汽车内部使用最广泛的是车载网络协议是CAN总线协议，被用于车内电子控制单元(ECU)之间的数据交换。CAN总线使用差分信号线进行通信，具有较强的抗干扰能力，可以在恶劣的工作环境下提供稳定可靠的通信质量。但是这种通信协议目前并没有任何安全机制，因此容易受到黑客攻击。随着联网汽车的兴起，汽车在设计时引入了许多接口用于连接外部网络，如蓝牙、WIFI、GPS等等，这就为攻击者提供更加广泛的攻击面。黑客一旦进入到CAN总线中，便可以向总线上注入各种恶意报文，干扰车内ECU之间正常的数据交换或者使车内的服务停止，甚至操控汽车的行驶，造成诸多危险。

目前针对CAN网络已经有了一些信息安全手段，例如基于特征提取的入侵检测，信息加密、信息认证。但是由于汽车内部ECU的计算能力有限，如果对每条报文都进行加密处理，会占用过多的计算资源，在对信息进行加密的同时，增加了有效载荷的长度，导致总线需要传输过多与有用信息无关的字节，增加了总线传输数据的负担。使用入侵检测系统，则需另外建立特征库，特征库需被实时更新，不便于维护。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的CAN网络协议中，没有考虑车载网络信息的安全性问题，CAN网络上的数据没有加密的措施，通过明文的方式进行传输，CAN网络也没有身份认证机制，任何连接到CAN网络上的设备，所发送的报文格式如果符合网络协议，就可以被其他ECU所接收，因此CAN网络很容易被黑客进行攻击和监听。

(2)现有技术中的ECU设备没有防护措施，容易受到黑客攻击。

(3)现有技术适应性弱，对ECU的计算能力要求过高，占用过多的带宽资源，不能适应复杂的驾驶环境。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于车载CAN网络的信息安全增强方法及电子设备，为CAN网络提供一种计算量小、带宽资源占用率低、响应速度快、可靠性高，能够实时的检测针对CAN网络的DOS攻击、注入攻击、篡改攻击的信息安全增强方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于车载CAN网络的信息安全增强方法，包括如下内容：

将特定水印信息(包括图片、字符串等)利用哈夫曼编码对数字水印进行编码压缩得到待植入水印信息，将水印信息植入CAN网络的报文中，接收节点实时提取CAN网络中的水印信息对CAN网络中的报文进行认证。具体包括如下步骤：

步骤一：在发送节点，为CAN网络中的每个节点分配若干个与其可用ID数相匹配的水印插入计数器，所述插入计数器的计数上限设置为数字水印的总字节数；在接收节点，为CAN网络中的每个节点分配水印提取计数器，记录CAN网络中入侵报文的数量；

步骤二：通过哈夫曼编码生成一串二进制数字水印信息，将其划分成若干个字节；