CN114268412A

CN114268412A - 车辆通信方法、装置、存储介质及设备

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Publication number: CN114268412A
Application number: CN202111370174.3A
Authority: CN
Inventors: 贺仕杰
Original assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2041-11-18
Also published as: CN114268412B

Abstract

本发明公开了一种车辆通信方法、装置、存储介质及设备，涉及车辆通信领域，主要为解决车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题。该方法包括：基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；基于CRC校验对所述第一报文进行处理，生成第二报文；根据预定参数对所述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对所述原始报文加密，其中，所述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。本发明用于车辆通信过程。

Description

车辆通信方法、装置、存储介质及设备

技术领域

本发明涉及车辆通信领域，尤其涉及一种车辆通信方法、装置、存储介质及设备。

背景技术

伴随着电子信息技术的高速发展，车载通信***在智能交通***、传感器网络技术发展基础上，在车辆上应用先进的无线通信技术，实现交通高度信息化、智能化的手段，能够随车的移动进行无线信号的传输。车载通信***通过车车、车路通信将交通参与者、交通工具及其环境有机结合，提高了交通***的安全和效率。在车载通信过程中，最广泛应用的是CAN总线通信和LIN总线通信，由于CAN、LIN报文最大长度比较短，报文传输只能是明文通信，这就导致了车辆传输信息存在很大安全问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种车辆通信方法、装置、存储介质及设备，主要目的在于解决车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种车辆通信方法，该方法包括：

基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；

基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；

根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

可选的，上述基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文，包括：

基于报文计数器在原始报文中增加计数字段，生成第一报文。

可选的，上述方法还包括，上述基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文：

基于CRC校验在上述第一报文中增加CRC校验码字段，生成第二报文。

可选的，上述预定参数包括排序参数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

根据上述排序参数对上述第二报文重新排序，生成目标报文。

可选的，上述预定参数还包括加密段长度和加密段起始位，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于上述加密段长度和上述加密段起始位确定特定字段；

根据上述排序参数对上述第二报文中的特定字段重新排序，生成目标报文。

可选的，上述预定参数还包括预设排序循环次数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于上述预设排序循环次数和上述排序参数对上述第二报文的上述特定字段重新排序，生成目标报文。

可选的，上述方法还包括：

接收上述目标报文；

基于上述预定参数对上述目标报文进行逆向处理，以对上述报文进行验证。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆通信装置，包括：

第一生成单元，用于基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；

第二生成单元，用于基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；

处理单元，用于根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，提供了一种存储介质，上述存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序被处理器执行时实现上述的车辆通信方法。

为了实现上述目的，根据本发明的第四方面，提供了一种电子设备，包括至少一个处理器、以及与上述处理器连接的至少一个存储器；其中，上述处理器用于调用上述存储器中的程序指令，执行上述的车辆通信方法。

借由上述技术方案，本发明提供的车辆通信方法、装置、存储介质及设备，对于现有的车辆通信的过程中，车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题，本发明通过基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。在上述方案中，通过报文计数器生成第一报文确保报文传输过程可以检测到丢帧状况，通过CRC校验处理第一报生成的第二报文准确校验在报文传输过程中是否出现错误，最后通过对第二报文进行乱序处理加密，确保了报文的安全性，从而降低了车辆通信过程中的泄密风险，大大提高了车辆通信的安全系数。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种车辆通信方法的流程图；

图2示出了本发明实施例提供的一种车辆通信装置的组成框图；

图3示出了本发明实施例提供的一种用于车辆通信设备的组成框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题，本发明实施例提供了一种车辆通信方法，如图1所示，该方法包括：

101、基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文。

示例性的，上述报文计数器位于CAN报文数据段，每发送一条报文计数器加1，用于判断报文传输过程是否出现丢帧，从0累加到15，然后不断循环，其中若出现计数器不连续或首尾值不对应的情况，接收方会认为丢帧，同时会上报报文丢失或超时故障码。

示例性的，基于上述报文计数器生成上述第一报文即R-PDU。若接收上述报文计数器连续，则继续执行操作，生成第一报文；若出现中断或不连续，则返回报文丢失或错误代码，从而防止了报文的重放，提高报文发送准确性，以及防止报文受到重放攻击，提高了报文安全性。

102、基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文。

示例性的，上述CRC校验(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)位于报文数据段，用于判断CAN报文传输是否出错，发送方根据特定的校验算法计算CRC校验码并将其置于CAN报文中与报文中的其他信号一同发送至CAN总线，接收方也会根据收到的CAN报文(除CRC校验位)用同样的算法计算出CRC校验码，并将该校验码与接收到的CAN报文中的校验码进行比对，若两者一致，说明报文传输过程未出现错误，若两者不一致，则认为报文传输错误，该报文不可信，同时上报CRC校验错误故障码。基于上述CRC校验即循环冗余校验对基于上述报文计数生成的上述第一报文进行处理，增加通过CRC校验生成的字符串，从而生成第二报文即C-PDU。

103、根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

上述预定参数是提前配置在车辆各个控制器中的通信参数，上述目标报文是基于第二报文根据提前配置在车辆各个控制器中的通信参数加密而成的。通过设定预定参数可有效防止信号被篡改，提高报文安全性。

借由上述技术方案，本发明提供的车辆通信方法，对于现有的车辆通信的过程中，车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题，本发明通过基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。在上述方案中，通过报文计数器生成第一报文确保报文传输过程可以检测到丢帧状况，通过CRC校验处理第一报生成的第二报文准确校验在报文传输过程中是否出现错误，最后通过对第二报文进行乱序处理加密，确保了报文的安全性，从而降低了车辆通信过程中的泄密风险，大大提高了车辆通信的安全系数。

在一种实施例中，上述基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文，包括：

示例性的，发送方发送报文为原始报文，基于上述报文计数器生成一段字符串，对原始报文进行第一次处理，为上述原始报文增加上述报文计数器生成的字符串，从而生成上述第一报文，用于防止报文的重放。

在一种实施例中，上述方法还包括，上述基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文：

示例性的，成的上述第一报文经过CRC校验，基于上述CRC校验生成一段字符串，对上述第一报文进行第二次处理，为上述第一报文增加上述CRC校验生成的字符串，从而生成上述第二报文，用于保证报文未经篡改。

在一种实施例中，上述预定参数包括排序参数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

表1

示例性的，如表1所示，上述预定参数包括的上述排序参数为算子a，用于排序。算子a可以是通过分发节点综合周期和车况更新；也可以是其中一部分在车辆下线时由诊断仪提前配置好在车辆中的，分发节点或明文或密文发送算子a的剩余部分。在报文周期内时，有其他控制器请求获取算子a时，分发节点立即发出该报文。分发节点综合周期和车况更新算子a，并向其他控制器发出该报文；其他控制器收到更换算子a的报文后，要立刻终止发送以前算子计算的报文，更新算子a用来发送生成报文。

示例性的，如表1所示，当接收方接收到上述第二报文后，根据上述算子a对上述第二报文重新排序，生成上述目标报文。由于第三方不知道上述算子a的数值，所以无法得知总线上报文传输的信号的具体数值，因此上述报文是密文发送的。

在一种实施例中，上述预定参数还包括加密段长度和加密段起始位，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于上述加密段长度和上述加密段起始位确定特定字段；

示例性的，如表1所示，上述预定参数还包括的加密段长度和加密段起始位是配置b中的其中两个参数，配置b中的其中两个参数也是在车辆下线时提前配置好在车辆中的，用于配置上述第二报文加密参数。其中，加密段长度即b.length；另一个参数是加密段起始位即b.startBit。即还可以根据上述算子a对上述第二报文中的上述加密段长度和上述加密段起始位重新排序，生成目标报文。

示例性的，如表1所示，根据上述算子a对上述第二报文中的上述加密段长度和上述加密段起始位重新排序，生成目标报文。例如，假定arr1指向上述第一报文的位初始排序数组，如b.startbit＝0，b.length＝64时，该排序为[0,1…63]；b.startbit＝5，b.length＝32时，该排序为[5,6…36]，通过算子a与数组元素的序号求余的方式逐一交换数组各个元素的位置；声明数组变量arr2，将arr1的数值赋给arr2；声明arr为指向arr2的指针；每个排序关系生成的循环的简易计算函数如下：

通过sort_message(arr2,b.lengh)调用函数后，arr2数组传参给arr，len为加密段长度变量，定义i的值为len，定义j，定义temp为用于交换数据的临时变量，进入循环，在--i>0的情况下，执行以下操作，直至不满足：将a.value％(i+1)赋值给j，即将a的值除以i+1得到的余数，赋值给j；将arr[i]的值通过临时变量temp与arr[j]的值交换，此步骤执行算子a与数组元素的序号求余，将数组各个元素的位置进行逐一交互，从而达到根据上述算子a对上述第二报文中的上述加密段长度和上述加密段起始位重新排序，生成对目标报文的排序关系数组arr2。

在一种实施例中，上述预定参数还包括预设排序循环次数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

示例性的，如表1所示，上述预定参数还包括预设排序循环次数即配置b中的第三个参数，上述预设排序循环次数即配置b中的第三个参数也是在车辆下线时提前配置好在车辆中的，预设排序循环次数不同，最后形成的目标报文复杂程度也不同，预设排序循环次数越大，最后形成的目标报文复杂程度越高；预设排序循环次数越小，最后形成的目标报文复杂程度越低。

在一种实施例中，上述方法还包括：

接收上述目标报文；

示例性的，本方案还包括对上述目标报文的接收功能，接收上述目标报文后，基于上述预定参数对上述目标报文进行逆向处理，将上述逆向处理生成的报文与上述第二报文比对，若相同则继续进行二次逆向处理，二次逆向处理后的报文与与上述第一报文比对，若相同则证明接收成功，若不同，则接收失败。例如，经过上述举例计算，形成新的数组arr2，如arr1为[0,1,2,3…7]，arr2为[2,3,5,7…0]，经过b.cycleTime个循环，则得出了原报文和加密报文bit排序的对应关系，通过使用该对应关系，在发送时通过排序加密报文，接收时进行逆排序，解密报文。

进一步的，作为对上述图1所示方法的实现，本发明实施例还提供了一种车辆通信装置，用于对上述图1所示的方法进行实现。该装置实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本装置实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。如图2所示，该装置包括：第一生成单元21、第二生成单元22、处理单元23，其中

第一生成单元21，用于基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；

第二生成单元22，用于基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；

处理单元23，用于根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

示例性的，上述基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文，包括：

示例性的，上述方法还包括，上述基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文：

示例性的，上述预定参数包括排序参数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

示例性的，上述预定参数还包括加密段长度和加密段起始位，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于上述加密段长度和上述加密段起始位确定特定字段；

示例性的，上述预定参数还包括预设排序循环次数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

示例性的，上述方法还包括：

接收上述目标报文；

借由上述技术方案，本发明提供的车辆通信装置，对于现有的车辆通信的过程中，车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题，本发明通过基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。在上述方案中，通过报文计数器生成第一报文确保报文传输过程可以检测到丢帧状况，通过CRC校验处理第一报生成的第二报文准确校验在报文传输过程中是否出现错误，最后通过对第二报文进行乱序处理加密，确保了报文的安全性，从而降低了车辆通信过程中的泄密风险，大大提高了车辆通信的安全系数。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现一种车辆通信方法，能够解决车辆通信时，报文只能明文通信，存在信息传输安全性低的问题。

本发明实施例提供了一种存储介质，上述存储介质包括存储的程序，该程序被处理器执行时实现上述车辆通信方法。

本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述车辆通信方法。

本发明实施例提供了一种设备，上述设备包括至少一个处理器、以及与上述处理器连接的至少一个存储器；其中，上述处理器用于调用上述存储器中的程序指令，执行如上述的车辆通信方法

本发明实施例提供了一种设备30，如图3所示，设备包括至少一个处理器301、以及与处理器连接的至少一个存储器302、总线303；其中，处理器301、存储器302通过总线303完成相互间的通信；处理器301用于调用存储器中的程序指令，以执行上述的车辆通信方法。

本文中的智能设备可以是PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在流程管理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文；根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对上述原始报文加密，其中，上述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

进一步的，上述基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文，包括：

进一步的，上述方法还包括，上述基于CRC校验对上述第一报文进行处理，生成第二报文：

进一步的，上述预定参数包括排序参数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

进一步的，上述预定参数还包括加密段长度和加密段起始位，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于上述加密段长度和上述加密段起始位确定特定字段；

进一步的，上述预定参数还包括预设排序循环次数，上述根据预定参数对上述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

进一步的，上述方法还包括：

接收上述目标报文；

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程流程管理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程流程管理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种车辆通信方法，其特征在于，包括：

基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文；

基于CRC校验对所述第一报文进行处理，生成第二报文；

根据预定参数对所述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对所述原始报文加密，其中，所述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于报文计数器对原始报文进行处理，生成第一报文，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于CRC校验对所述第一报文进行处理，生成第二报文：

基于CRC校验在所述第一报文中增加CRC校验码字段，生成第二报文。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定参数包括排序参数，所述根据预定参数对所述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

根据所述排序参数对所述第二报文重新排序，生成目标报文。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定参数还包括加密段长度和加密段起始位，所述根据预定参数对所述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于所述加密段长度和所述加密段起始位确定特定字段；

根据所述排序参数对所述第二报文中的特定字段重新排序，生成目标报文。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定参数还包括预设排序循环次数，所述根据预定参数对所述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，包括：

基于所述预设排序循环次数和所述排序参数对所述第二报文的所述特定字段重新排序，生成目标报文。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

接收所述目标报文；

基于所述预定参数对所述目标报文进行逆向处理，以对所述报文进行验证。

8.一种车辆通信装置，其特征在于，包括：

第二生成单元，用于基于CRC校验对所述第一报文进行处理，生成第二报文；

处理单元，用于根据预定参数对所述第二报文进程乱序处理，生成目标报文，以对所述原始报文加密，其中，所述预定参数为预先配置在车辆各个控制器中的通信参数。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至权利要求7中任一项所述的车辆通信方法。

10.一种设备，其特征在于，所述设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器；其中，所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，执行如权利要求1至权利要求7中任一项所述的车辆通信方法。