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智能汽车网络安全若干关键技术研究
| 论文题名： | 智能汽车网络安全若干关键技术研究 |
| 关键词： | 智能汽车;网络安全;CAN总线;有效性 |
| 摘要： | 随着自动化技术、人工智能技术和无线通讯技术在汽车领域不断取得突破性进展，智能汽车运用而生。智能汽车在给消费者带来良好驾驶体验的同时也暴露出很多不足。因为其电子系统越来越依赖于信息共享和车载网络通信，所以汽车内部网络不可避免的与外界进行大量数据交换，使针对汽车的网络攻击成为可能。通过研究发现，以 CAN总线为例的传统汽车总线已经不能满足智能汽车对安全性的需求，具有抗网络攻击的汽车总线成为发展趋势。ECU（Electronic Control Unit）的低处理能力对现代密码学的应用带来很大挑战，因此提出一种轻量级安全汽车总线十分重要。同时，虽然目前已经存在若干防御方法，但用于保护车内网络的密码系统仍有可能受到 DFA（Differential Fault Analysis）攻击等侧信道攻击的威胁。针对以上问题，本文的主要工作如下： 首先，针对普通 CAN总线的安全缺陷，提出基于 AES-CCM算法的安全CAN总线协议。分别通过对数据帧 CRC场和扩展帧 ID场的利用，提出两种不同的方案，使CAN总线具有机密性、可认证性和抗重放攻击的能力。 其次，提出了一种针对 AES解密的 DFA攻击方法。根据 AES算法的性质推导验证了 DFA攻击能在其解密过程产生威胁，并将密钥空间缩减至232。进而，本文通过构建 S盒分布表提出一种优化的攻击方法。相比基础攻击方法，具有相同攻击强度的条件下可大幅提高攻击速度。 最后，本文利用两块飞思卡尔 MC9S12XF512开发板作为实验平台，实现了所提出的安全 CAN总线协议，对其安全性和性能进行了分析与评测，并与相关研究进行对比分析。同时，本文在 VS2010开发平台上对所提出的针对 AES解密的 D FA攻击方法进行仿真实验，通过具体示例验证了攻击方法的有效性且用2对正确明文和故障明文可以在70毫秒内破解完整密钥，与前人工作相比减少了79.5%的计算时间。 |
| 作者： | 朱立民 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 李仁发;唐涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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