CN117914474A - 基于区块链的ecu远程刷写方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及基于区块链的ECU远程刷写方法、装置、设备及介质。所述方法包括：生成待刷写ECU的刷写请求，其中，所述刷写请求包括刷写类型、刷写版本；随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。本申请确保了ECU的安全性，防止未经授权的修改，能确保只有授权的参与方能够执行ECU刷写操作，从而提高了ECU刷写操作的安全性。

Description

基于区块链的ECU远程刷写方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及基于区块链的ECU远程刷写方法、装置、设备及介质。

背景技术

为车辆升级有最新的功能和性能的优化，车辆的电子控制单元即ECU(全称为Electronic Control Unit)需要适时进行远程刷写。可由于ECU的漏洞和网络安全性的问题，车辆的ECU远程刷写容易受到攻击，且在保留重复刷写记录和执行第三方验证等方面浪费精力。区块链技术具有卓越的防篡改功能和强大的安全性，然而访问区块链上的分布式账本需要凭证，这些凭证在终端易被暴露在安全漏洞之下，存在较大的安全隐患。

发明内容

基于上述技术问题，本申请旨在提供基于区块链的ECU远程刷写方法、装置、设备及介质，以解决ECU远程刷写的安全问题。

本申请第一方面提供了一种基于区块链的ECU远程刷写方法，所述方法包括：

生成待刷写ECU的刷写请求，其中，所述刷写请求包括刷写类型、刷写版本；

随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；

使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；

在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

在本申请的一些实施例中，所述智能合约包括ECU的ID、与ECU的ID对应的公钥、与ECU的ID对应的刷写记录、与ECU的ID对应的升级规则。

在本申请的一些实施例中，在所述随机生成一对私钥和公钥之后，还包括：

将所述私钥存储在所述待刷写ECU的内部存储器中，直至使用所述私钥对所述刷写请求签名完成。

在本申请的一些实施例中，在所述使用所述私钥对所述刷写请求进行签名之后，还包括：

利用预设垃圾回收机制清除存储在所述待刷写ECU的内部存储器中的私钥。

在本申请的一些实施例中，所述在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写，包括：

区块链网络中验证节点使用存储至智能合约中的公钥，对所述签名后的刷写请求进行解密；

对解密后的刷写请求进行验证，若解密后的刷写请求通过验证，则基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

在本申请的一些实施例中，所述对解密后的刷写请求进行验证，包括：

判定解密后的刷写请求的格式是否正确；

在确定解密后的刷写请求的格式正确后，判定所述刷写类型是否为升级类型；

在确定所述刷写类型是升级类型后，判定所述刷写版本是否符合预设条件，并在确定所述刷写版本符合预设条件后完成验证。

在本申请的一些实施例中，所述基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写，包括：

向所述区块链网络的临近节点请求下载所述待刷写ECU的升级包；

在升级包下载完成时，基于所述智能合约中的升级规则，将所述升级包刷写进所述待刷写ECU。

本申请第二方面提供了一种基于区块链的ECU远程刷写装置，所述装置包括：

生成模块，用于生成待刷写ECU的刷写请求；

存储模块，用于随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；

签名模块，用于使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；

刷写模块，用于在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

本申请第三方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行本申请各实施例中所述基于区块链的ECU远程刷写方法。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请各实施例中所述基于区块链的ECU远程刷写方法。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请各实施例中的所述基于区块链的ECU远程刷写方法首先生成待刷写ECU的刷写请求，随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约，然后使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络，最后在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写，如此，确保了ECU的安全性，防止未经授权的修改，能确保只有授权的参与方能够执行ECU刷写操作，从而提高了ECU刷写操作的安全性。不仅如此，存储在待刷写ECU的内部存储器中的私钥对所述刷写请求签名完成后即被预设垃圾回收机制清除，这避免了存储于终端可能被暴露的安全隐患。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它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，而并不认为是对本申请的限制。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是本申请一示例性实施例中的一种基于区块链的ECU远程刷写方法的步骤示意图；

图2是本申请一示例性实施例中一种对解密后的刷写请求进行验证方法的步骤示意图；

图3是本申请一示例性实施例中一种基于智能合约对待刷写ECU进行远程刷写方法的步骤示意图；

图4是本申请一示例性实施例中一种基于区块链的ECU远程刷写装置的结构示意图；

图5是本申请一示例性实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的详细说明，可以理解的是，此处所描绘的实施例只用于解释相关发明，而不是对该发明的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中只是与有关发明相关的部分。

区块链是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条，这个链条被保存在所有的服务器中，只要整个***中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链网络中被称为节点，为区块链网络提供存储空间和算力支持。如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件非常困难的事。相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点，一是数据难以篡改，二是去中心化。基于这两个特点，区块链所记录的信息更加真实可靠。

为车辆升级有最新的功能和性能的优化，车辆的电子控制单元即ECU需要适时进行远程刷写。可由于ECU的漏洞和网络安全性的问题，车辆的ECU远程刷写容易受到攻击，且在保留重复刷写记录和执行第三方验证等方面浪费精力。考虑到区块链技术具有卓越的防篡改功能和强大的安全性，可以利用区块链对ECU进行远程刷写，然而访问区块链上的分布式账本需要凭证，这些凭证在终端易被暴露在安全漏洞之下，存在较大的安全隐患。

因此，在本申请的一些实施例中，提供了一种基于区块链的ECU远程刷写方法，如图1所示，所述方法包括S1至S4步骤。

S1、生成待刷写ECU的刷写请求，其中，所述刷写请求包括刷写类型、刷写版本。

这里是待刷写ECU自身去生成其刷写请求，而待刷写ECU具有其ID，例如一个ID号为00077的ECU需要升级加固件，需要进行远程刷写，该ID号为00077的ECU便生成一个刷写请求，刷写请求包括刷写类型、刷写版本等信息。而ECU的ID号及与ID号对应的相关信息均存储在智能合约里。智能是一种特殊协议，旨在提供、验证及执行合约。其包含了有关交易的所有信息，只有在满足要求后才会执行结果操作。智能合约和传统纸质合约的区别在于智能合约是由计算机生成的，因此，代码本身解释了参与方的相关义务。

S2、随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约。

私钥是一个保密的、用于签名的敏感信息。在一种具体的实现方式中，待刷写ECU先生成足够长且足够随机的随机数，然后通过密钥派生函数(Key Derivation Function，KDF)生成私钥，之后使用非对称加密算法从私钥派生出公钥。将待刷写ECU的生成的私钥存储在该待刷写ECU的内部存储器中，直至使用所述私钥对所述刷写请求签名完成，即在内存空间中仅存在短暂的时间，这可以避免存储在终端中而产生的安全隐患。本申请的终端是特制车联网终端，是连接后台与整车网络的桥梁。它通过CAN收发器直接连接网关与整车网络进行通信，能够获取娱乐CAN、诊断CAN的数据，并可以对BCM、VCU等进行控制或下发诊断命令。特制车联网终端实际上是一个多操作***的带通讯功能的盒子，内含一张或多张物联网卡，与这个盒子配套的硬件还有GPS天线，2G/3G/4G/5G天线等等。在使用私钥对刷写请求进行签名之后，利用预设垃圾回收机制清除存储在所述待刷写ECU的内部存储器中的私钥，从而避免了存储于终端可能被暴露的安全隐患。

公钥是与私钥相关联的一个公开的、可共享的值。公钥可以通过在私钥上执行特定的数学运算(取决于所使用的加密算法)而生成。公钥存储在智能合约里，预先建立的智能合约包括ECU的ID、与ECU的ID对应的公钥、与ECU的ID对应的刷写记录、与ECU的ID对应的升级规则。例如一个ID号为00077的ECU，其对应的所有刷写记录均存储在智能合约里，以待后续为验证节点验证ID号为00077的ECU对应的刷写请求之用。

S3、使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络。

在一种可能的实现方式中，从待刷写ECU的内部存储器中获取相应的私钥，例如ID号为00077的ECU随机生成且将存于内部存储器中的私钥，对ID号为00077的ECU的刷写请求进行数字签名。数字签名是私钥的一个加密过程，通过这个过程，可以验证刷写请求的真实性和完整性，签名后的刷写请求具有了私钥的数字签名，用于证明D号为00077的ECU的刷写请求的合法性。

进一步地，在使用所述私钥对所述刷写请求进行签名之后，还包括：利用预设垃圾回收机制清除存储在所述待刷写ECU的内部存储器中的私钥。预设垃圾回收机制优选为ECU内部的垃圾回收程序，是一种用于自动管理内部存储空间的程序，它负责回收不再使用的资源，以便释放空间供其它用途。通过除存储在所述待刷写ECU的内部存储器中的私钥，使私钥在内存空间中仅存在短暂的时间，降低了在终端可能被暴露凭证的风险，通过避免本地存储私钥提高了安全性。

S4、在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

验证节点是区块链中的特殊节点，负责计算哈希值来验证区块链中的区块。以算力为其主要核心竞争力，主要作用是验证请求，向区块链添加新区块，并维护区块链网络的完整性和安全性。往往第一个向其它节点广播完成哈希值计算的验证节点，将获得奖励。

在一种具体的实现方式中，对解密后的刷写请求进行验证，如图2所示，包括S401-S403步骤。

S401、判定解密后的刷写请求的格式是否正确。

具体实施时，验证节点在对解密后的刷写请求进行验证时首先需要在智能合约中调取待刷写ECU的公钥，通过公钥验证数字签名的有效性，确保刷写请求的数据在传输过程中没有被篡改，并且确实来自预期的发送方即待刷写ECU。然后需要判定解密后的刷写请求的格式是否正确，验证解密后的数据是否符合预期的格式。这可能包括检查数据的长度、字段是否存在以及数据类型是否正确等，从而有助于确保刷写请求的结构是合法的。

S402、在确定解密后的刷写请求的格式正确后，判定刷写类型是否为升级类型。

上述升级类型包括待刷写ECU包括更新或修改该待刷写ECU的软件程序，以改变发动机的性能特性、燃油映射、排放等等参数。升级类型意味着提高性能、效率或功能的类型。如果在判定过程中确定刷写请求不是升级类型，那么将拒绝刷写并通知待刷写ECU，以防止未经授权的访问和盗刷行为。

S403、在确定刷写类型是升级类型后，判定刷写版本是否符合预设条件，并在确定刷写版本符合预设条件后完成验证。

上述预设条件主要是指ECU版本的存在性、有效性、正确性，这些都需要验证节点的验证。例如，需要确认请求的ECU版本是否存在，是否被其它请求引用过，以及请求版本信息是否匹配，是否大于ECU当前版本。一旦所有的验证都通过，就会被验证节点加入到本地的数据库中，并传播给邻近的节点。同时，验证节点还将处理新区块的生成与验证工作。它们会收集过去一段时间内的请求信息，将它们打包成一个新的区块，然后使用特定的算法来解决复杂的密码问题以找到满足条件的哈希值。只有当新区块的哈希值满足条件时，该区块才会被认为是有效的，并会被广播到整个区块链网络中。

在另一种具体的实现方式中，基于智能合约对待刷写ECU进行远程刷写，如图3所示，包括S411和S412步骤。

S411、向区块链网络的临近节点请求下载待刷写ECU的升级包。

具体实施时，与附近的区块链网络节点进行通信，请求下载一个用于刷写该ECU的升级包。区块链网络可用于存储和分发升级包，待刷写ECU的升级包是待刷写ECU新的软件程序，该软件程序存储在附近的区块链网络节点中，以确保其安全性和可追溯性。

S412、在升级包下载完成时，基于智能合约中的升级规则，将升级包刷写进待刷写ECU。

在升级包下载完成时，基于智能合约中待刷写ECU对应的升级规则将新的软件程序加载到车辆的电子***中，从而实现车辆性能的升级。该升级规则是待刷写ECU如何执行升级的规则和条件，确保升级的可信度和安全性。在具体刷写过程中，还需要通过预设刷写指令，新的软件程序才能加载到车辆的电子***中。可见，本申请确保了ECU的安全性，防止未经授权的修改，能确保只有授权的参与方能够执行ECU刷写操作，从而提高了ECU刷写操作的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

在本申请的一些实施例中，还提供了一种基于区块链的ECU远程刷写装置，执行各实施例中所述基于区块链的ECU远程刷写方法，如图4所示，所述装置包括：

生成模块401，用于生成待刷写ECU的刷写请求；

存储模块402，用于随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；

签名模块403，用于使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；

刷写模块404，用于在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

所述基于区块链的ECU远程刷写装置确保了ECU的安全性，防止未经授权的修改，能确保只有授权的参与方能够执行ECU刷写操作，从而提高了ECU刷写操作的安全性。所述基于区块链的ECU远程刷写装置使私钥在内存空间中仅存在短暂的时间，降低了在终端可能被暴露凭证的风险，通过避免本地存储私钥提高了安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

下面请参考图5，其是本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图。如图5所示，所述电子设备2包括：处理器200，存储器201，总线202和通信接口203，所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接；所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序，所述处理器200运行所述计算机程序时执行如本申请各实施例中任一种基于区块链的ECU远程刷写方法。所述方法包括：生成待刷写ECU的刷写请求，其中，所述刷写请求包括刷写类型、刷写版本；随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

其中，存储器201可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口203(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其它网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。

总线202可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器201用于存储程序，所述处理器200在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述基于区块链的ECU远程刷写方法可以应用于处理器200中，或者由处理器200实现。

处理器200可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器200中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器200可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201，处理器200读取存储器201中的信息，结合其硬件完成所述基于区块链的ECU远程刷写方法的步骤。所述步骤包括：生成待刷写ECU的刷写请求，其中，所述刷写请求包括刷写类型、刷写版本；随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的基于区块链的ECU远程刷写方法对应的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的基于区块链的ECU远程刷写方法。不仅如此，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，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)、其它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)、快闪记忆体或其它光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。

另外，本申请实施方式还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述各实施例中任一种基于区块链的ECU远程刷写方法。

本领域那些技术人员可以理解，本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，所述方法包括：

生成待刷写ECU的刷写请求，其中，所述刷写请求包括刷写类型、刷写版本；

随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；

使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；

在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

2.根据权利要求1所述基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，所述智能合约包括ECU的ID、与ECU的ID对应的公钥、与ECU的ID对应的刷写记录、与ECU的ID对应的升级规则。

3.根据权利要求1所述基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，在所述随机生成一对私钥和公钥之后，还包括：

将所述私钥存储在所述待刷写ECU的内部存储器中，直至使用所述私钥对所述刷写请求签名完成。

4.根据权利要求3所述基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，在所述使用所述私钥对所述刷写请求进行签名之后，还包括：

利用预设垃圾回收机制清除存储在所述待刷写ECU的内部存储器中的私钥。

5.根据权利要求1所述基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，所述在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写，包括：

区块链网络中验证节点使用存储至智能合约中的公钥，对所述签名后的刷写请求进行解密；

对解密后的刷写请求进行验证，若解密后的刷写请求通过验证，则基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

6.根据权利要求5所述基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，所述对解密后的刷写请求进行验证，包括：

判定解密后的刷写请求的格式是否正确；

在确定解密后的刷写请求的格式正确后，判定所述刷写类型是否为升级类型；

在确定所述刷写类型是升级类型后，判定所述刷写版本是否符合预设条件，并在确定所述刷写版本符合预设条件后完成验证。

7.根据权利要求5所述基于区块链的ECU远程刷写方法，其特征在于，所述基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写，包括：

向所述区块链网络的临近节点请求下载所述待刷写ECU的升级包；

在升级包下载完成时，基于所述智能合约中的升级规则，将所述升级包刷写进所述待刷写ECU。

8.一种基于区块链的ECU远程刷写装置，其特征在于，所述装置包括：

生成模块，用于生成待刷写ECU的刷写请求；

存储模块，用于随机生成一对私钥和公钥，并将所述公钥存储至预先构建的智能合约；

签名模块，用于使用所述私钥对所述刷写请求进行签名，并将签名后的刷写请求发送到区块链网络；

刷写模块，用于在所述签名后的刷写请求通过区块链网络中验证节点的验证后，基于所述智能合约对所述待刷写ECU进行远程刷写。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1-7任意一项所述基于区块链的ECU远程刷写方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述基于区块链的ECU远程刷写方法。