[发明专利]基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法、系统及汽车

权利要求书

1.一种基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)采集汽车CAN网络上的报文；

步骤2)提取步骤1)中采集到的报文的标识符序号；

步骤3)根据报文的标识符序号的出现频率判断各报文是否为周期性报文，若是则执行步骤4)，若否则返回执行步骤1)；

步骤4)设定一个基准检测窗口和相对熵的基准波动范围，并将所有周期性报文进行任意两两报文之间相对熵的计算，判断任意一个报文与其余所有报文两两之间计算出的相对熵是否均在基准波动范围内，若是则返回执行步骤1)，若否则执行步骤5)；

步骤5)对计算出的相对熵在基准波动范围外的两个报文进行各自发送概率的计算，并根据各报文计算出的发送概率是否在该报文的基准发送概率区间内来判断该报文的异常情况，若是则执行步骤7)，若否则执行步骤6)；

步骤6)判断该报文为异常报文，对该报文的标识符序号进行定位，并入侵响应策略；

步骤7)判断该报文为正常报文。

2.根据权利要求1所述的基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，步骤2)中，设定一个基准报文标识符序号的白名单，并判断提取的报文的标识符序号是否在设定的基准报文标识符序号的白名单内，若是则执行步骤3)，若否则执行步骤6)。

3.根据权利要求2所述的基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，步骤4)中，相对熵的基准波动范围的确定方法为：选取CAN网络正常情况下的多个大小不同的检测窗口，计算各检测窗口下相对熵的波动范围，根据相对熵的计算时间和相对熵的波动范围来确定一个检测窗口作为基准检测窗口，并以该基准检测窗口下的相对熵的波动范围作为相对熵的基准波动范围。

4.根据权利要求1所述的基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，步骤5)中，当某报文计算出的发送概率大于该报文的基准发送概率时，则判断该报文为重放攻击报文；

当某报文计算出的发送概率小于该报文的基准发送概率时，则判断该报文为丢弃攻击报文。

5.根据权利要求4所述的基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，步骤5)中，当仅有一个报文计算出的发送概率与该报文的基准发送概率不相等时，则判定相对熵在基准波动范围外的异常由该报文的异常发送导致；

当两个报文计算出的发送概率均与各自报文的基准发送概率均不相等时，则判定相对熵在基准波动范围外的异常由两个报文的异常发送导致。

6.根据权利要求5所述的基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，报文的标志符序号为ID₁和报文的标志符序号为ID₂的两个报文之间相对熵的计算公式为：

式中：为基准检测窗口内报文的标识符序号为ID₁的报文出现的概率，为基准检测窗口内报文的标识符序号为ID₂的报文出现的概率，为报文的标志符序号为ID₁和报文的标志符序号为ID₂的两个报文之间的相对熵值。

7.根据权利要求6所述的基于相对熵的CAN网络异常监测定位方法，其特征在于，基准检测窗口内报文的标识符序号为ID₁的报文出现的概率的计算公式为：

式中：为基准检测窗口内报文的标识符序号为ID₁的报文出现的个数，N_total为基准检测窗口内周期性报文的总个数。