CN111061250A - 一种汽车can总线信息安全测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车CAN总线信息安全测试方法，识别汽车CAN总线管脚；识别汽车CAN总线波特率；读取汽车CAN总线数据；生成汽车CAN总线安全测试数据，分析CAN总线数据，针对每一路的CAN总线数据生产特定的测试数据包；发送CAN总线安全数据，观察汽车状态，判断汽车是否存在安全问题；对测试得到的漏洞进行分析，输出漏洞分析报告，并给出修复建议。本发明有益效果：可以实现总线双向数据传输，实时监测总线故障，且能保证总线不丢帧、总线数据稳定接收；可在车辆未上市前测试分析CAN总线安全漏洞，并给出修复建议，为CAN总线的信息安全测试提供了很好的指导作用。

Description

一种汽车CAN总线信息安全测试方法
技术领域
本发明属于汽车安全领域，尤其是涉及一种汽车CAN总线信息安全测试方法。
背景技术
随着智能网联汽车技术的快速发展，汽车信息安全问题日益凸显。如何有效规避汽车信息安全问题，需要加强对汽车的信息安全测试，及时发现存在的安全问题，并进行修复。然而针对智能网联汽车CAN总线信息安全，还未形成成熟的汽车信息安全测试方法、测试工具和测试体系。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车CAN总线信息安全测试方法，以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种汽车CAN总线信息安全测试方法，包括以下步骤：
A.识别汽车CAN总线管脚；
B.识别汽车CAN总线波特率；
C.读取汽车CAN总线数据；
D.生成汽车CAN总线安全测试数据，分析步骤C采集到的CAN总线数据，针对每一路的CAN总线数据生产特定的测试数据包；
E.发送CAN总线安全数据，观察汽车状态，判断汽车是否存在安全问题；
F.对测试得到的漏洞进行数据报文的逆向分析，解析出通讯信号含义，输出漏洞分析报告，并给出修复建议。
进一步的，所述步骤A的具体步骤如下：
A1.使测试车辆熄火5分钟；
A2.利用万用表逐个测量汽车OBD(On-Board Diagnostics，车载自动诊断***)接口的16个针脚中的两个针脚间的电阻值，若显示为60Ω左右，则这两个针脚为汽车的一路CAN总线，按此操作找出汽车所有的CAN总线；
A3.用示波器分别测量对应CAN总线的一对针脚的电压差，找出所有的CANH和CANL。
进一步的，所述步骤B中，测试人员将CAN总线测试设备连接汽车OBD接口，选择自动识别波特率的模式，则可正确识别出每一路总线的波特率；若无法识别，则将常用波特率遍历，直到设备能采集到整车报文，此时说明该波特率正确。
进一步的，所述步骤C中利用总线数据分析设备分别采集整车所有的高中低速CAN报文，对每一路的CAN总线数据进行单独保存。
进一步的，所述步骤D中利用暴力破解算法遍历高低速CAN所有0x00-0x7FF范围内的ID，对测试车辆进行暴力破解测试；
利用二分法对每个有效ID的8个字节的数据进行定位，逆向出车辆动作的控制指令，破解出车辆动作的ID及对应字节；
利用拒绝服务算法对高低速CAN发送优先级高的报文数据包，来对车辆总线进行拒绝服务测试；
对OBD接口的6,14针脚发送诊断服务扫描算法的数据包，针对扫描出的服务编写子服务***算法，来测试ECU安全访问算法加密程度。
进一步的，所述步骤E中将应用数据包通过OBD发送到整车，观察汽车是否存在负载率过高总线关闭、影响汽车动力***和影响舒适娱乐***的问题；
将诊断数据包通过OBD发送到整车，采集整车应答报文，分析车辆是否存在安全访问27服务缺失、安全访问算法太弱和烧写未添加指纹验证的漏洞，并观察汽车是否存在被篡改标定、恶意烧写、控制动作的问题。
相对于现有技术，本发明所述的汽车CAN总线信息安全测试方法具有以下优势：
本发明所述的汽车CAN总线信息安全测试方法可以实现总线双向数据传输，实时监测总线故障，且能保证总线不丢帧、总线数据稳定接收；可在车辆未上市前测试分析CAN总线安全漏洞，并给出修复建议，为CAN总线的信息安全测试提供了很好的指导作用；该方法能够有效弥补这一领域的技术空白，推动汽车CAN总线信息安全测试水平的提升。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的汽车CAN总线信息安全测试方法流程图；
图2为本发明实施例的测试结构框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种汽车CAN总线信息安全测试方法，包括以下步骤：
A.识别汽车CAN总线管脚；
B.识别汽车CAN总线波特率；
C.读取汽车CAN总线数据；
D.生成汽车CAN总线安全测试数据，分析步骤C采集到的CAN总线数据，针对每一路的CAN总线数据生产特定的测试数据包；
E.发送CAN总线安全数据，观察汽车状态，判断汽车是否存在安全问题；
F.对测试得到的漏洞进行数据报文的逆向分析，解析出通讯信号含义，输出漏洞分析报告，并给出修复建议。
进一步的，所述步骤A的具体步骤如下：
A1.使测试车辆熄火5分钟；
A2.利用万用表逐个测量汽车OBD(On-Board Diagnostics，车载自动诊断***)接口的16个针脚中的两个针脚间的电阻值，若显示为60Ω左右，则这两个针脚为汽车的一路CAN总线，按此操作找出汽车所有的CAN总线；
A3.用示波器分别测量对应CAN总线的一对针脚的电压差，找出所有的CANH和CANL。
进一步的，所述步骤B中，测试人员将CAN总线测试设备连接汽车OBD接口，选择自动识别波特率的模式，则可正确识别出每一路总线的波特率；若无法识别，则将常用波特率遍历，直到设备能采集到整车报文，此时说明该波特率正确，汽车通讯常用的波特率为1Mbps、500kbps、250kbps、125kbps、100kbps、33.33kbps。
进一步的，所述步骤C中利用总线数据分析设备分别采集整车所有的高中低速CAN报文，对每一路的CAN总线数据进行单独保存。
进一步的，所述步骤D中利用暴力破解算法遍历高低速CAN所有0x00-0x7FF范围内的ID，对测试车辆进行暴力破解测试；
利用二分法对每个有效ID的8个字节的数据进行定位，逆向出车辆动作的控制指令，破解出车辆动作的ID及对应字节；
利用拒绝服务算法对高低速CAN发送优先级高(ID报文值越小，则优先级越高)的报文数据包，来对车辆总线进行拒绝服务测试；
对OBD接口的6,14针脚发送诊断服务扫描算法的数据包，针对扫描出的服务编写子服务***算法，来测试ECU安全访问算法加密程度。按照国家标准，一般汽车诊断服务通讯都在6和14引脚上，因此，这里使用的是OBD接口的6,14针脚。
进一步的，所述步骤E中将应用数据包通过OBD发送到整车，观察汽车是否存在负载率过高总线关闭、影响汽车动力***和影响舒适娱乐***的问题；
将诊断数据包通过OBD发送到整车，采集整车应答报文，分析车辆是否存在安全访问27服务缺失、安全访问算法太弱和烧写未添加指纹验证的漏洞，并观察汽车是否存在被篡改标定、恶意烧写、控制动作的问题。
如图2所示，本实施例的测试结构为：信息安全测试车辆内设置OBD接口，所述OBD接口依次连接总线数据分析设备、USB接口和测试电脑，其中，所述总线数据分析设备包括依次连接的CAN收发器、CAN控制器和单片机，所述CAN收发器与OBD接口连接，所述单片机与通过USB接口与测试电脑连接。
这里单片机为USB闪存单片机，CAN控制器型号为MCP2515，CAN收发器型号为MCP2561，CAN总线接口采用DB9公头接口，支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，符合ISO/DIS11898规范。
当设备接入车辆总线且工作正常时，设置好波特率后即可立即在测试电脑上接收总线上的CAN报文。同理当设备与被测总线建立连接后，可使用发送界面往被测总线上发送模糊测试算法、拒绝服务算法、二分法等不同算法的数据。收发数据支持任何CAN2.0A/B格式标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车CAN总线信息安全测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.识别汽车CAN总线管脚；
B.识别汽车CAN总线波特率；
C.读取汽车CAN总线数据；
D.生成汽车CAN总线安全测试数据，分析步骤C采集到的CAN总线数据，针对每一路的CAN总线数据生产特定的测试数据包；
E.发送CAN总线安全数据，观察汽车状态，判断汽车是否存在安全问题；
F.对测试得到的漏洞进行数据报文的逆向分析，解析出通讯信号含义，输出漏洞分析报告，并给出修复建议。
2.根据权利要求1所述的一种汽车CAN总线信息安全测试方法，其特征在于，所述步骤A的具体步骤如下：
A1.使测试车辆熄火5分钟；
A2.利用万用表逐个测量汽车OBD(On-Board Diagnostics，车载自动诊断***)接口的16个针脚中的两个针脚间的电阻值，若显示为60Ω左右，则这两个针脚为汽车的一路CAN总线，按此操作找出汽车所有的CAN总线；
A3.用示波器分别测量对应CAN总线的一对针脚的电压差，找出所有的CANH和CANL。
3.根据权利要求1所述的一种汽车CAN总线信息安全测试方法，其特征在于：所述步骤B中，测试人员将CAN总线测试设备连接汽车OBD接口，选择自动识别波特率的模式，则可正确识别出每一路总线的波特率；若无法识别，则将常用波特率遍历，直到设备能采集到整车报文，此时说明该波特率正确。
4.根据权利要求1所述的一种汽车CAN总线信息安全测试方法，其特征在于：所述步骤C中利用总线数据分析设备分别采集整车所有的高中低速CAN报文，对每一路的CAN总线数据进行单独保存。
5.根据权利要求1所述的一种汽车CAN总线信息安全测试方法，其特征在于：所述步骤D中利用暴力破解算法遍历高低速CAN所有0x00-0x7FF范围内的ID，对测试车辆进行暴力破解测试；
利用二分法对每个有效ID的8个字节的数据进行定位，逆向出车辆动作的控制指令，破解出车辆动作的ID及对应字节；
利用拒绝服务算法对高低速CAN发送优先级高的报文数据包，来对车辆总线进行拒绝服务测试；
对OBD接口的6,14针脚发送诊断服务扫描算法的数据包，针对扫描出的服务编写子服务***算法，来测试ECU安全访问算法加密程度。
6.根据权利要求1所述的一种汽车CAN总线信息安全测试方法，其特征在于：所述步骤E中将应用数据包通过OBD发送到整车，观察汽车是否存在负载率过高总线关闭、影响汽车动力***和影响舒适娱乐***的问题；
将诊断数据包通过OBD发送到整车，采集整车应答报文，分析车辆是否存在安全访问27服务缺失、安全访问算法太弱和烧写未添加指纹验证的漏洞，并观察汽车是否存在被篡改标定、恶意烧写、控制动作的问题。
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