一种CAN网络的安全通讯方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种CAN网络的安全通讯方法、系统、设备及存储介质，其方法包括：发送端ECU利用第一过程密钥对业务请求CAN报文进行加密处理，得到加密业务请求CAN报文，并将所述加密业务请求CAN报文发送给接收端ECU；接收端ECU接收到所述加密业务请求CAN报文后，读取预存的发送端ECU设备序列号SSN

【技术实现步骤摘要】
一种CAN网络的安全通讯方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及信息安全
，特别涉及一种CAN网络的安全通讯方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]现有技术中CAN网络在实现安全传输中，采用DES算法，源端发送时将密文拆分为两个数据包(A和B)，A和B同时在两根不同的CAN线上发送。当A和B都到了目标端时，目标端将A和B合并成一个数据包，再使用DES算法进行解密。上述方案的不足之处在于：1)需要分包和组包，效率不高。在源端需要将一个应用数据报文拆分为两个CAN帧，在目标端需要将两个CAN帧组合成一个应用数据报文，而当CAN网络延迟或者传输异常时，源端需要重新计算出两帧报文并丢弃其中一帧，浪费宝贵的CPU和内存；2)无法防止重放攻击。窃听者可以录制一段CAN报文，然后将该报文重新发送至CAN网络上，目标端依然将此报文当做正常报文予以处理；3)需要两根CAN线，增了使用成本。
[0003]此外，还有采用ECC算法在CAN网络上进行加密，虽然没有增加额外的CAN线，但其不足在于：11)该方案要求必须使用CAN FD，但目前绝大多数设备均使用标准CAN网络，未使用CAN FD；12)需要分包和组包，效率不高。在源端需要将一个应用数据报文拆分为两个CAN帧，在目标端需要将两个CAN帧组合成一个应用数据报文，而当CAN网络延迟或者传输异常时，源端需要重新计算出两帧报文并丢弃其中一帧，浪费宝贵的CPU和内存；13)对抗重放攻击能力不足。输入条件不变的情况下，理论上经过256运算即可得相同的密文。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术实施例提供的方案解决的技术问题是如何低成本的实现标准CAN网络上的“一次一密”安全通讯。
[0005]根据本专利技术实施例提供的一种CAN网络的安全通讯方法，包括：
[0006]发送端ECU利用第一过程密钥对业务请求CAN报文进行加密处理，得到加密业务请求CAN报文，并将所述加密业务请求CAN报文发送给接收端ECU；
[0007]接收端ECU接收到所述加密业务请求CAN报文后，读取预存的发送端ECU设备序列号SSN
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A和业务序号SBN
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A，并利用所述SSN
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A和所述SBN
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A计算第二过程密钥；
[0008]接收端ECU利用所述第二过程密钥对所述加密业务请求CAN报文进行解密处理，得到明文业务请求CAN报文，并根据所述明文业务请求CAN报文生成包含业务数据的业务响应CAN报文；
[0009]接收端ECU将所述包含业务数据的业务响应CAN报文发送给发送端ECU，从而使发送端ECU和接收端ECU实现安全通讯。
[0010]根据本专利技术实施例提供的一种CAN网络的安全通讯系统，包括：
[0011]发送端ECU，用于利用第一过程密钥对业务请求CAN报文进行加密处理，得到加密业务请求CAN报文，并将所述加密业务请求CAN报文发送给接收端ECU；
[0012]接收端ECU，用于接收到所述加密业务请求CAN报文后，读取预存的发送端ECU设备序列号SSN
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A和业务序号SBN
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A，并利用所述SSN
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A和所述SBN
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A计算第二过程密钥；利用所述第二过程密钥对所述加密业务请求CAN报文进行解密处理，得到明文业务请求CAN报文，并根据所述明文业务请求CAN报文生成包含业务数据的业务响应CAN报文；以及将所述包含业务数据的业务响应CAN报文发送给发送端ECU，每次通讯过程中SBN
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A自增1，从而使发送端ECU和接收端ECU的每次传输过程秘钥各不相同，实现“一次一密”安全通讯。
[0013]根据本专利技术实施例提供的方案，在不增加额外CAN线、不分包和组包、不使用CAN FD的前提下，完成两个ECU之间的安全通讯；提升对重放攻击的抵御能力；CAN网络为广播型网络，CAN设备可以监听到所有报文，因此CAN网络上的重放攻击成本极低；安全算法速度快。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于理解本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种CAN网络的安全通讯方法的流程图；
[0016]图2是本专利技术实施例提供的一种CAN网络的安全通讯系统的示意图；
[0017]图3是本专利技术实施例提供的CAN网络的安全通讯方法的流程图；
[0018]图4是本专利技术实施例提供的CAN网络的安全通讯方法的时序示意图；
[0019]图5是本专利技术实施例提供的电子控制单元ECU的示意图；
[0020]图6是本专利技术实施例提供的图5中的安全模块的示意图；
[0021]图7是本专利技术实施例提供的图5中的业务序号模块的示意图。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]图1是本专利技术实施例提供的一种CAN网络的安全通讯方法的流程图，如图1所示，包括：
[0024]步骤S101：发送端ECU利用第一过程密钥对业务请求CAN报文进行加密处理，得到加密业务请求CAN报文，并将所述加密业务请求CAN报文发送给接收端ECU；
[0025]步骤S102：接收端ECU接收到所述加密业务请求CAN报文后，读取预存的发送端ECU设备序列号SSN
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A和业务序号SBN
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A，并利用所述SSN
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A和所述SBN
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A计算第二过程密钥；
[0026]步骤S103：接收端ECU利用所述第二过程密钥对所述加密业务请求CAN报文进行解密处理，得到明文业务请求CAN报文，并根据所述明文业务请求CAN报文生成包含业务数据的业务响应CAN报文；
[0027]步骤S104：接收端ECU将所述包含业务数据的业务响应CAN报文发送给发送端ECU，从而使发送端ECU和接收端ECU实现安全通讯。
[0028]本专利技术实施例还包括：发送端ECU与接收端ECU进行身份认证的操作步骤，其具体包括：接收端ECU获取发送端ECU发送的包含发送端ECU设备序列号SSN
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A的身份交换请求CAN报文，并在所述身份交换请求CAN报文验证通过后，保存所述身份交换请求CAN报文中的
SSN
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A；接收端ECU向所述发送端ECU发送包含接收端ECU设备序列号SSN
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B的身份交换响应CAN报文；发送端ECU在所述身份交换响应CAN报文验证通过后，保存所述身份响应请求CAN报文中的SSN
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B，从而使发送端ECU和接收端ECU完成身份认证。
[0029]本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CAN网络的安全通讯方法，其特征在于，包括：发送端ECU利用第一过程密钥对业务请求CAN报文进行加密处理，得到加密业务请求CAN报文，并将所述加密业务请求CAN报文发送给接收端ECU；接收端ECU接收到所述加密业务请求CAN报文后，读取预存的发送端ECU设备序列号SSN
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A和业务序号SBN
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A，并利用所述SSN
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A和所述SBN
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A计算第二过程密钥；接收端ECU利用所述第二过程密钥对所述加密业务请求CAN报文进行解密处理，得到明文业务请求CAN报文，并根据所述明文业务请求CAN报文生成包含业务数据的业务响应CAN报文；接收端ECU将所述包含业务数据的业务响应CAN报文发送给发送端ECU，从而使发送端ECU和接收端ECU实现安全通讯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：发送端ECU与接收端ECU进行身份认证的操作步骤，其具体包括：接收端ECU获取发送端ECU发送的包含发送端ECU设备序列号SSN
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A的身份交换请求CAN报文，并在所述身份交换请求CAN报文验证通过后，保存所述身份交换请求CAN报文中的SSN
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A；接收端ECU向所述发送端ECU发送包含接收端ECU设备序列号SSN
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B的身份交换响应CAN报文；发送端ECU在所述身份交换响应CAN报文验证通过后，保存所述身份响应请求CAN报文中的SSN
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B，从而使发送端ECU和接收端ECU完成身份认证。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：发送端ECU与接收端ECU进行业务序号同步的操作步骤，其具体包括：接收端ECU获取发送端ECU发送的包含发送端ECU业务序号SBN
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A的业务序号同步请求CAN报文，并在所述业务序号同步请求CAN报文验证通过后，保存所述业务序号同步请求CAN报文中的SBN
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A；接收端ECU根据所述SBN
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A，计算所述接收端ECU期望的下一个业务序号SBN
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A1，并向所述发送端ECU发送包含SBN
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A1的业务序号同步响应CAN报文；发送端ECU在所述业务序号同步响应CAN报文验证通过后，根据所述SBN
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A，计算其下一个业务序号SBN
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A2，并在确定所述SBN
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A1与所述SBN
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A2相同时，将所述SBN
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A2作为业务序号同步完成后的业务序号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收端ECU获取发送端ECU发送的包含发送端ECU业务序号SBN
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A的业务序号同步请求CAN报文之后，还包括：所述接收端ECU获取发送端ECU业务序号SBN
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A和其存储的发送端ECU上一次业务序列号SBN

【专利技术属性】
技术研发人员：马勃，闫立，杨洋，郭鹏，刘小光，
申请(专利权)人：上海融和智电新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：