一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统及方法，该系统包括诊断目标ECU和远程诊断服务器，该系统还包括车辆诊断接收网关，所述的车辆诊断接收网关设置在诊断目标ECU和远程诊断服务器之间并分别与两者通信连接，所述的车辆诊断接收网关与远程诊断服务器之间设有非对称加密单元，所述的车辆诊断接收网关和诊断目标ECU之间设有对称加密单元；远程诊断服务器通过非对称加密的方式与车辆诊断接收网关之间建立通信，车辆诊断接收网关通过对称加密的方式与目标ECU之间建立通信。与现有技术相比，本发明专利技术具确保了整个车辆远程诊断过程的匿名性、完整性及真实性。

Vehicle remote diagnosis system and method based on information security technology

The invention relates to a vehicle remote diagnosis system of information security technology and method based on the system, including the diagnosis and remote diagnosis target ECU server, the system also includes a vehicle diagnostic receiving gateway, vehicle diagnostics the receiving gateway is arranged between the remote diagnosis and diagnosis of the target ECU server respectively and two communication connection, asymmetric the encryption unit is arranged between the receiving vehicle diagnosis gateway and remote diagnosis server, symmetric encryption unit is arranged between the receiving vehicle diagnosis and diagnosis target ECU gateway; remote diagnosis server encryption through asymmetric way and establish the communication gateway between the receiving vehicle diagnosis, diagnosis by establishing communication between the receiving gateway symmetric encryption method and target ECU vehicle. Compared with the prior art, the invention ensures the anonymity, integrity and authenticity of the whole vehicle remote diagnosis process.

【技术实现步骤摘要】
一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统及方法
本专利技术涉及一种车辆远程诊断方法，尤其是涉及一种基于信息安全技术的车辆远程诊断方法。
技术介绍
近年来，得益于互联网信息技术不断取得的重大突破，汽车行业开始迈入信息化时代，汽车产品也逐步走向智能化。“智能交通”、“车联网”等相关概念也受到了国内外学者的广泛关注。在这些领域上的相关技术的发展与不断完善都将促进汽车不断智能化和信息化。其中，通过以太网以及V2X技术对车辆进行远程诊断的方法也已经日趋成熟。但是随着车联网技术以及汽车智能化的提升，汽车面临的信息安全问题也愈来愈受到重视。在进行车辆远程固件的过程中，由远程诊断服务器发送的信息报文以及由目标ECU(电子控制单元)返回的诊断信息将有可能受到非法的跟踪、记录与篡改，因此需要使用相应的信息安全技术对这些信息进行保护。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车辆远程诊断方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统，该系统包括诊断目标ECU和远程诊断服务器，该系统还包括车辆诊断接收网关，所述的车辆诊断接收网关设置在诊断目标ECU和远程诊断服务器之间并分别与两者通信连接，所述的车辆诊断接收网关与远程诊断服务器之间设有非对称加密单元，所述的车辆诊断接收网关和诊断目标ECU之间设有对称加密单元；所述的非对称加密单元用于在远程诊断服务器端对远程诊断服务器的诊断请求进行非对称加密，同时在车辆诊断接收网关端进行解密验证通信是否安全，若是则车辆诊断接收网关进入诊断状态，远程诊断服务器发送密钥K至车辆诊断接收网关；所述的对称加密单元用于在车辆诊断接收网关进入诊断状态时在车辆诊断接收网关端对诊断请求进行对称加密，同时在诊断目标ECU端进行解密验证通信是否安全，若是则诊断目标ECU进入诊断状态，车辆诊断接收网关将密钥K发送至诊断目标ECU，进而远程诊断服务器通过密钥K加密对目标ECU进行远程诊断。所述的非对称加密单元包括：设置在车辆诊断接收网关端的第一密钥生成分发存储模块：该模块生成非对称加密的公钥Kg_pu和对应的私钥Kg_pr，并将公钥Kg_pu发送至远程诊断服务器，将私钥Kg_pr保存；设置在远程诊断服务器端的第二密钥生成分发存储模块：该模块生成非对称加密的公钥Kr_pu和对应的私钥Kr_pr，并将公钥Kr_pu发送至车辆诊断接收网关，将私钥Kr_pr保存；设置在远程诊断服务器端的哈希值生成模块：该模块用于生成诊断请求消息摘要的哈希值MAC；设置在远程诊断服务器端的非对称加密模块：该模块采用公钥Kg_pu对诊断请求消息Req_meg以及诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行加密生成Kg_pu(Req_meg+MAC)并发送至车辆诊断接收网关；设置在车辆诊断接收网关端的非对称解密模块：该模块采用第一密钥生成分发存储模块保存的私钥Kg_pr进行解密得到诊断请求消息以及诊断请求消息摘要的哈希值Req_meg+MAC；设置在车辆诊断接收网关端的第一验证确认模块：该模块根据接收到的Kg_pu(Req_meg+MAC)计算得到诊断请求消息摘要的哈希计算值，并将此哈希计算值与解密得到的诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行对比，若相同，则车辆诊断接收网关进入诊断状态，验证确认模块通过公钥Kr_pu对Req_meg+MAC进行加密得到Kr_pu(Res_meg+MAC)并发送至远程诊断服务器确认；设置在远程诊断服务器端端的第二验证确认模块：该模块采用第二密钥生成分发存储模块保存的私钥Kr_pr对Kr_pu(Res_meg+MAC)进行解密并验证消息正确性，若正确，第二验证确认模块通过公钥Kg_pu将密钥K和诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行非对称加密得到Kg_pu(K+MAC)并发送至车辆诊断接收网关；设置在车辆诊断接收网关端的第一密钥保存模块：该模块通过第一密钥生成分发存储模块中的私钥Kg_pr对Kg_pu(K+MAC)进行解密得到密钥K并保存。所述的对称加密单元包括：设置在车辆诊断接收网关端的第一对称加密密钥存储模块：该模块存储对称加密私钥Ke_pr；设置在诊断目标ECU端的第二对称加密密钥存储模块：该模块存储对称加密私钥Ke_pr；设置在车辆诊断接收网关端的对称加密模块：该模块采用第一对称加密密钥存储模块中的对称加密私钥Ke_pr对诊断请求消息Req_meg以及诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行加密生成Ke_pr(Req_meg+MAC)并发送至诊断目标ECU；设置在诊断目标ECU端的对称解密模块：该模块采用第二对称加密密钥存储模块中的对称加密私钥Ke_pr对Ke_pr(Req_meg+MAC)进行解密；设置在诊断目标ECU端的第三验证确认模块：该模块根据接收到的Ke_pr(Req_meg+MAC)计算得到诊断请求消息摘要的哈希计算值，并将此哈希计算值与对称解密模块解密得到的诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行对比，若两者相同，则发送确认信息至车辆诊断接收网关；设置在车辆诊断接收网关的第四验证确认模块：该模块验证第三验证确认模块发送的确认信息的正确性，并将密钥保存模块中的密钥K和诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行对称加密得到Ke_pr(K+MAC)并发送至诊断目标ECU；设置在目标ECU端的第二密钥保存模块：该模块通过第二对称加密密钥存储模块中的对称加密私钥Ke_pr对Ke_pr(K+MAC)进行解密得到密钥K并保存。一种基于信息安全技术的车辆远程诊断方法，该方法包括如下步骤：(1)远程诊断服务器对诊断请求进行非对称加密并发送至车辆诊断接收网关，执行步骤(2)；(2)车辆诊断接收网关对接收的诊断请求进行解密验证通信是否安全，若是则车辆诊断接收网关进入诊断状态，远程诊断服务器发送密钥K至车辆诊断接收网关，并执行步骤(3)，否则结束；(3)车辆诊断接收网关对诊断请求进行对称加密并发送至诊断目标ECU；(4)诊断目标ECU对接收的诊断请求进行解密验证通信是否安全，若是则诊断目标ECU进入诊断状态，车辆诊断接收网关将密钥K发送至诊断目标ECU，进而远程诊断服务器通过密钥K加密对目标ECU进行远程诊断，否则结束。所述的诊断请求包括诊断请求消息Req_meg以及诊断请求消息摘要的哈希值MAC，步骤(1)对诊断请求进行加密前首先采用哈希算法生成诊断请求消息摘要的哈希值MAC。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术设置了车辆诊断接收网关作为中间通信桥梁，提高了诊断目标ECU和远程诊断服务器直接通信的安全性；(2)本专利技术车辆诊断接收网关和远程诊断服务器使用以太网通信时使用非对称加密技术，而在车辆内部车辆诊断接收网关和诊断目标ECU之间则使用实时性更好，占资源更少的对称加密技术，非对称加密虽然安全性更高，但是加密和解密花费时间长、速度慢，对称加密技术速度快、计算量小且效率高但是保密性不如非对称加密方法好，采用两只方法的有效结合，能够综合两者优缺点，从而实现在提高通信安全的同时保证一定的通信速度，提高效率；(3)将非对称加密技术应用于车辆诊断接收网关与远程诊断服务器之间的通信，利用其强大的安全特性，对传输的数据进行保密，保证了传输过程中的可靠性与匿名性；(4)将对称加密技术应用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统，该系统包括诊断目标ECU(1)和远程诊断服务器(3)，其特征在于，该系统还包括车辆诊断接收网关(2)，所述的车辆诊断接收网关(2)设置在诊断目标ECU(1)和远程诊断服务器(3)之间并分别与两者通信连接，所述的车辆诊断接收网关(2)与远程诊断服务器(3)之间设有非对称加密单元，所述的车辆诊断接收网关(2)和诊断目标ECU(1)之间设有对称加密单元；所述的非对称加密单元用于在远程诊断服务器(3)端对远程诊断服务器(3)的诊断请求进行非对称加密，同时在车辆诊断接收网关(2)端进行解密验证通信是否安全，若是则车辆诊断接收网关(2)进入诊断状态，远程诊断服务器(3)发送密钥K至车辆诊断接收网关(2)；所述的对称加密单元用于在车辆诊断接收网关(2)进入诊断状态时在车辆诊断接收网关(2)端对诊断请求进行对称加密，同时在诊断目标ECU(1)端进行解密验证通信是否安全，若是则诊断目标ECU(1)进入诊断状态，车辆诊断接收网关(2)将密钥K发送至诊断目标ECU(1)，进而远程诊断服务器(3)通过密钥K加密对目标ECU进行远程诊断。

【技术特征摘要】
1.一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统，该系统包括诊断目标ECU(1)和远程诊断服务器(3)，其特征在于，该系统还包括车辆诊断接收网关(2)，所述的车辆诊断接收网关(2)设置在诊断目标ECU(1)和远程诊断服务器(3)之间并分别与两者通信连接，所述的车辆诊断接收网关(2)与远程诊断服务器(3)之间设有非对称加密单元，所述的车辆诊断接收网关(2)和诊断目标ECU(1)之间设有对称加密单元；所述的非对称加密单元用于在远程诊断服务器(3)端对远程诊断服务器(3)的诊断请求进行非对称加密，同时在车辆诊断接收网关(2)端进行解密验证通信是否安全，若是则车辆诊断接收网关(2)进入诊断状态，远程诊断服务器(3)发送密钥K至车辆诊断接收网关(2)；所述的对称加密单元用于在车辆诊断接收网关(2)进入诊断状态时在车辆诊断接收网关(2)端对诊断请求进行对称加密，同时在诊断目标ECU(1)端进行解密验证通信是否安全，若是则诊断目标ECU(1)进入诊断状态，车辆诊断接收网关(2)将密钥K发送至诊断目标ECU(1)，进而远程诊断服务器(3)通过密钥K加密对目标ECU进行远程诊断。2.根据权利要求1所述的一种基于信息安全技术的车辆远程诊断系统，其特征在于，所述的非对称加密单元包括：设置在车辆诊断接收网关(2)端的第一密钥生成分发存储模块：该模块生成非对称加密的公钥Kg_pu和对应的私钥Kg_pr，并将公钥Kg_pu发送至远程诊断服务器(3)，将私钥Kg_pr保存；设置在远程诊断服务器(3)端的第二密钥生成分发存储模块：该模块生成非对称加密的公钥Kr_pu和对应的私钥Kr_pr，并将公钥Kr_pu发送至车辆诊断接收网关(2)，将私钥Kr_pr保存；设置在远程诊断服务器(3)端的哈希值生成模块：该模块用于生成诊断请求消息摘要的哈希值MAC；设置在远程诊断服务器(3)端的非对称加密模块：该模块采用公钥Kg_pu对诊断请求消息Req_meg以及诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行加密生成Kg_pu(Req_meg+MAC)并发送至车辆诊断接收网关(2)；设置在车辆诊断接收网关(2)端的非对称解密模块：该模块采用第一密钥生成分发存储模块保存的私钥Kg_pr对Kg_pu(Req_meg+MAC)进行解密得到诊断请求消息以及诊断请求消息摘要的哈希值Req_meg+MAC；设置在车辆诊断接收网关(2)端的第一验证确认模块：该模块根据接收到的Kg_pu(Req_meg+MAC)计算得到诊断请求消息摘要的哈希计算值，并将此哈希计算值与解密得到的诊断请求消息摘要的哈希值MAC进行对比，若相同，则车辆诊断接收网关(2)进入诊断状态，验证确认模块通过公钥Kr_pu对Req_meg+MAC进行加密得到Kr_pu(Res_meg+MAC)并发送至远程诊断服务器(3)确认；设置在远程诊断服务器(3)端端的第二验证确认模块：该模块采用第二密钥生成分发存储模块保存的私钥Kr_pr对Kr_pu(Res_meg+MAC)进行解密并验证消息正确性，若正确，第二验证确认模块通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗峰，谢凌风，胡强，常欣伟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31