車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸方法和數(shù)據(jù)接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明構(gòu)思涉及一種網(wǎng)絡(luò)安全方法。更具體地，本發(fā)明構(gòu)思涉及一種車輛中的通信網(wǎng)絡(luò)的安全方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于車輛電組件的增加，用于通過現(xiàn)有布線方案來傳輸和接收信號的方法已經(jīng)逼近其能力的極限。為了解決該問題，當前推廣的是使用控制器局域網(wǎng)(CAN)，即圖8中所示的車輛通信網(wǎng)絡(luò)在車輛中的控制器之間進行數(shù)據(jù)傳輸/接收。
[0003]此外，控制器使用圖9中的CAN通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0004]然而，在現(xiàn)有CAN通信中，很可能具有惡意意圖的黑客會隨意訪問C AN通信，從而僅使用控制器局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(CAN DB)竄改(manipulate)數(shù)據(jù)。
[0005]具有惡意意圖的黑客可能通過改變車輛中的電控制單元(ECU)的扭矩信號而使駕駛員并未打算的加速。此外，黑客通過在具有智能停車輔助系統(tǒng)(SPAS)的車輛中請求電機驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向(MDPS)而突然改變轉(zhuǎn)向角可給駕駛員帶來危險。
[0006]因為隨著智能電話與車輛之間的連接技術(shù)的發(fā)展，使用諸如智能電話等設(shè)備訪問車輛中的CAN變得容易，所以危險程度在逐漸增加。
[0007]因此，愈加要求在車輛通信網(wǎng)絡(luò)中實施安全解決方案，以提高駕駛員的安全性。
[0008]用于克服安全性的弱點的常規(guī)方法如下。
[0009]首先，存在一種通過利用設(shè)置在CAN通信線路的中間的診斷路由器僅篩選CAN地址并且將篩選出的CAN地址傳輸至控制器來阻止除了診斷通信之外的其他通信的CAN ID訪問控制器的方法。然而，在該方法中，存在的問題在于如果執(zhí)行對CAN通信的主線路或者控制器線路的直接訪問，則可改變數(shù)據(jù)。
[0010]此外，存在一種通過將加密模塊安裝在各個控制器的通信終端或者對通信數(shù)據(jù)進行加密而執(zhí)行加密或者解密以及通過將安全模塊(例如，網(wǎng)關(guān)等)安裝在通信網(wǎng)絡(luò)中來執(zhí)行控制器的隔離的方法。然而，在該方法中，存在的問題在于需要對各個控制器安裝單獨加密模塊，從而使成本增加。此外，還存在的問題在于在使用單獨安全模塊的方法中，通過僅入侵(ha cking，黑掉)安全模塊可執(zhí)行對安全模塊的任意訪問。此外，還存在問題在于當安全模塊中出現(xiàn)故障時，在整個網(wǎng)絡(luò)進行通信是不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明構(gòu)思提供一種數(shù)據(jù)傳輸方法和數(shù)據(jù)接收方法，其通過在車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間的數(shù)據(jù)代碼的傳輸和接收中調(diào)整數(shù)據(jù)代碼的長度和位置信息可提供增強的安全性。
[0012]本發(fā)明構(gòu)思還提供一種數(shù)據(jù)傳輸方法和數(shù)據(jù)接收方法，其中，包括從車輛的控制器傳輸?shù)陌l(fā)動機速度、轉(zhuǎn)向角等的通信信號被分類成單獨的組，從而更為安全地在控制器之間執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸和接收。
[0013]本發(fā)明構(gòu)思的一方面涉及一種用于在車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，該方法包括:傳輸包括標識號碼的數(shù)據(jù)代碼；傳輸包括被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的長度值的數(shù)據(jù)代碼；并且通過被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的長度值傳輸數(shù)據(jù)代碼，其中，在通過被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的長度值傳輸數(shù)據(jù)代碼時，被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的隨機數(shù)和位置信息值分別包含于最后和前一個傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼中。
[0014]通過將隨機數(shù)代入加密函數(shù)可確定數(shù)據(jù)代碼的長度值，并且通過將隨機數(shù)代入加密函數(shù)可確定數(shù)據(jù)代碼的位置信息值。
[0015]通過將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的長度值和數(shù)據(jù)代碼的位置信息值代入加密函數(shù)可確定隨機數(shù)。
[0016]在通過被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的長度值傳輸數(shù)據(jù)代碼時，可將任意值添加到除了包括接收數(shù)據(jù)代碼的控制器使用的信息的數(shù)據(jù)代碼、包括隨機數(shù)的數(shù)據(jù)代碼、以及包括數(shù)據(jù)代碼的位置信息值的數(shù)據(jù)代碼之外的數(shù)據(jù)代碼中。
[0017]標識號碼可以是與車輛的發(fā)動機控制有關(guān)的標識號碼、與車輛的轉(zhuǎn)向有關(guān)的標識號碼、或者與車輛的制動有關(guān)的標識號碼。
[0018]該方法可包括基于數(shù)據(jù)代碼的隨機數(shù)和位置信息值確定所接收的數(shù)據(jù)代碼是否正?；蛘弋惓?。當在接收到異常數(shù)據(jù)代碼之后接收到正常數(shù)據(jù)代碼時，接收的異常數(shù)據(jù)代碼可被確定為過去錯誤并且可接收正常數(shù)據(jù)代碼。
[0019]本發(fā)明構(gòu)思的另一方面包括一種用于在車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間接收數(shù)據(jù)的方法，該方法包括:從控制器接收數(shù)據(jù)代碼；從接收數(shù)據(jù)代碼之中的第二次接收的數(shù)據(jù)代碼中提取接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值；從接收的數(shù)據(jù)代碼之中的最后傳輸數(shù)據(jù)代碼的前一個數(shù)據(jù)代碼提取接收的數(shù)據(jù)代碼的位置信息值；從接收數(shù)據(jù)代碼之中的最后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼中提取隨機數(shù)；計算接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值和接收的數(shù)據(jù)代碼的位置信息值；將所計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值與從接收的數(shù)據(jù)代碼中提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值進行比較；并且當所計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值分別等于從接收數(shù)據(jù)代碼中提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值時，使用從接收數(shù)據(jù)代碼中提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值，將接收數(shù)據(jù)代碼的排列轉(zhuǎn)換成車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器識別的數(shù)據(jù)代碼的排列(arrangement)。
[0020]在計算接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值的過程中，通過將所提取的隨機數(shù)代入加密函數(shù)可計算接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值。
[0021]在計算接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值的過程中，通過將提取的隨機數(shù)代入逆加密函數(shù)可計算接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值。
[0022]在比較所計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值與從接收數(shù)據(jù)代碼中所提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值的過程中，當計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值分別不同于從接收數(shù)據(jù)代碼中所提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值時，可丟棄接收的數(shù)據(jù)代碼，并且不執(zhí)行后續(xù)處理。
[0023]該方法可進一步包括:當在預(yù)定時間內(nèi)或者多個預(yù)定時間內(nèi)產(chǎn)生所計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值分別不同于從接收的數(shù)據(jù)代碼提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值的情況時，生成錯誤代碼并且將錯誤代碼傳輸給其他控制器。
[0024]接收的數(shù)據(jù)代碼之中的最初接收的數(shù)據(jù)代碼中可包括與車輛的發(fā)動機控制有關(guān)的標識號碼、與車輛的轉(zhuǎn)向有關(guān)的標識號碼、或者與車輛的制動有關(guān)的標識號碼。
[0025]該方法可包括:基于計算的長度值和位置信息值以及提取的長度值和位置信息值確定接收的數(shù)據(jù)代碼是否正?；蛘弋惓！．斣诮邮盏疆惓?shù)據(jù)代碼之后又接收到正常數(shù)據(jù)代碼時，接收的異常數(shù)據(jù)代碼可被確定為過去錯誤并且可接收正常數(shù)據(jù)代碼。
[0026]本發(fā)明構(gòu)思的又一方面涉及一種用于在車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間接收數(shù)據(jù)的方法，該方法包括:從控制器接收數(shù)據(jù)代碼；從接收的數(shù)據(jù)代碼之中的第二次接收的數(shù)據(jù)代碼中提取接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值；從接收的數(shù)據(jù)代碼之中的最后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)代碼的前一個數(shù)據(jù)代碼中提取接收的數(shù)據(jù)代碼的位置信息值；通過將接收數(shù)據(jù)代碼的長度值代入加密函數(shù)而提取隨機數(shù)；計算接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值和接收的數(shù)據(jù)代碼的位置信息值；將計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值與從接收的數(shù)據(jù)代碼中所提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值進行比較；并且當計算的接收數(shù)據(jù)的長度值和位置信息值分別等于從接收數(shù)據(jù)代碼中所提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值時，使用從接收的數(shù)據(jù)代碼中所提取的數(shù)據(jù)代碼的長度值和位置信息值，將接收的數(shù)據(jù)代碼的排列轉(zhuǎn)換成車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器識別的數(shù)據(jù)代碼的排列。
[0027]在通過將接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值代入加密函數(shù)來提取隨機數(shù)時，通過將接收序列中的在預(yù)定時間內(nèi)接收的數(shù)據(jù)代碼的長度值代入加密函數(shù)可提取隨機數(shù)。
[0028]該方法可包括:基于計算的長度值和位置信息值以及所提取的長度值和位置信息值確定接收的數(shù)據(jù)代碼是否正常或者異常。當在接收到異常數(shù)據(jù)代碼之后又接收到正常數(shù)據(jù)代碼時，接收的異常數(shù)據(jù)代碼可被確定為過去錯誤并且可接收正常數(shù)據(jù)代碼。
[0029]下文中將討論本發(fā)明構(gòu)思的其他方面。
[0030]如上所述，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸方法和數(shù)據(jù)接收方法具有如下優(yōu)點。
[0031]首先，通過將隨機數(shù)代入加密函數(shù)可改變數(shù)據(jù)代碼的結(jié)構(gòu)，因此，可以防止車輛網(wǎng)絡(luò)中的控制器之間所使用的通信數(shù)據(jù)通過外部設(shè)備改變，從而增強車輛網(wǎng)絡(luò)的安全性。
[0032]其次，僅在與車輛駕駛直接有關(guān)的數(shù)據(jù)被惡意竄改時能給駕駛員帶來危險的控制器的數(shù)據(jù)(通信信號)被分類成單獨組并且被加密，使得控制器對數(shù)據(jù)進行加密時所承載的負荷可以最小化。因此，可以防止由于解密而產(chǎn)生的通信延遲等。