基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法
【專利說明】基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及汽車聯(lián)網(wǎng)中的智能汽車技術(shù)，特別是一種基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]CAN (Controller Area Network):控制器局域網(wǎng)總線是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線。VSEP( Vehicle Security Element protocol): VSEP是本專利說描述的車機(jī)智能終端和安全模塊進(jìn)行通訊時(shí)的一種安全交換協(xié)議對(duì)，要求車機(jī)智能終端對(duì)公有CAN指令進(jìn)行數(shù)字簽字后發(fā)送給安全模塊。
[0005]現(xiàn)在的汽車電子CAN總線是開放式的，只要投放到總線上的指令格式語義正確，那么汽車就會(huì)執(zhí)行此指令。同時(shí)，各大車商的CAN協(xié)議都是私有規(guī)范，也不符合車聯(lián)網(wǎng)下要求汽車終端能夠解析執(zhí)行物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范下的開放CAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在基于車輛網(wǎng)的智能交通環(huán)境下，車路人之間會(huì)互聯(lián)互通，就要求汽車終端能夠理解開放CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范。此外在車聯(lián)網(wǎng)下的汽車需要處理來自萬維網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的指令，如果汽車收到的指令是惡意的控制指令，就會(huì)對(duì)汽車和人造成嚴(yán)重的傷害。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種解決在車聯(lián)網(wǎng)下汽車協(xié)議不規(guī)范問題和安全駕駛問題而發(fā)明的基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，包括:安全模塊，所述安全模塊連接在汽車CAN總線的入口，所述安全模塊對(duì)控制所述汽車CAN的指令進(jìn)行校驗(yàn);其中所述安全模塊包括:密鑰模塊，在所述密鑰模塊內(nèi)固化汽車私有密鑰，該模塊數(shù)據(jù)只能讀不能被篡改;安全芯片，所述安全芯片與所述密鑰模塊連接，用于對(duì)外來輸入控制所述汽車CAN行為的加密指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并根據(jù)訪問者的證書來授權(quán)該用戶可以訪問該汽車CAN指令級(jí)別；指令中心，所述指令中心與所述安全芯片連接，用于與所述汽車CAN總線交互。
[0009]所述安全模塊與汽車智能終端系統(tǒng)通信。
[0010]所述安全模塊通過VSE協(xié)議接口與所述汽車智能終端系統(tǒng)通信。
[0011]所述指令中心從安全芯片取得用戶權(quán)限和解密后的公有CAN指令，如果所述公有CAN指令和用戶的權(quán)限匹配，則把所述公有CAN指令轉(zhuǎn)換成汽車的私有CAN總線的控制命令，投放到所述汽車CAN總線，并等待所述汽車CAN總線的執(zhí)行結(jié)果。
[0012]基于安全元素的汽車總線安全控制裝置的控制方法，包括如下步驟:
步驟I，利用安全模塊提供的開放VSE協(xié)議，和車載智能終端通信； 步驟2，利用安全芯片對(duì)加密指令進(jìn)行解密，從而獲得明文公有CAN指令和該用戶的可訪問的汽車CAN數(shù)據(jù)的級(jí)別；
步驟3，利用指令模塊對(duì)公有CAN指令和用戶的權(quán)限進(jìn)行匹配
步驟4，利用指令模塊對(duì)公有CAN指令轉(zhuǎn)換成汽車的私有CAN協(xié)議，并把轉(zhuǎn)換后的汽車的私有CAN協(xié)議投入汽車CAN總線執(zhí)行。
[0013]本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法實(shí)施方便，成本低，不改變現(xiàn)有汽車CAN總線體系，車商接受性強(qiáng)，通過增加擴(kuò)展硬件模塊來對(duì)發(fā)送指令方進(jìn)行驗(yàn)證，安全性高，帶有計(jì)算能力的智能卡芯片，計(jì)算能力強(qiáng)，快速響應(yīng)，安全模塊的命令控制中心負(fù)責(zé)對(duì)CAN公有協(xié)議做私有協(xié)議轉(zhuǎn)換，即保護(hù)了車商的私有協(xié)議，也符合車聯(lián)網(wǎng)下汽車CAN協(xié)議規(guī)范。
[0014]
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置原理圖；
圖2為本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置的控制方法流程圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，包括:安全模塊，安全模塊與汽車CAN總線相連，同時(shí)，車載終端通過VSEP協(xié)議和安全模塊進(jìn)行會(huì)話。
[0019]其中安全模塊包括:密鑰模塊，在密鑰模塊內(nèi)固化該車獨(dú)有的私有密鑰，密鑰模塊的私有密鑰不能被修改;安全芯片，安全芯片與密鑰模塊連接并可以從密鑰模塊讀取密鑰，用于對(duì)輸入的指令進(jìn)行解密校驗(yàn)出該用戶證書的歸屬的授權(quán)級(jí)別以及公有指令；指令中心，指令中心與安全芯片連接，并將安全芯片的輸出的用戶權(quán)限和公有指令進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則把該公有CAN指令轉(zhuǎn)換成汽車電子私有CAN控制命令，投放到CAN總線，并返回CAN總線的執(zhí)行結(jié)果。
[0020]VSEP協(xié)議是安全模塊和車載智能終端交互的一種約定的簡(jiǎn)單協(xié)議，安全模塊接受客戶端的持續(xù)鏈接，只需要在客戶端鏈接時(shí)對(duì)用戶的身份進(jìn)行一次數(shù)字簽名認(rèn)證。安全模塊同時(shí)也提供簡(jiǎn)單鏈接，要求智能終端發(fā)送的公有CAN數(shù)據(jù)必須用安全模塊的公有密鑰進(jìn)行數(shù)字簽名。
[0021]如圖2所示，在所述汽車CAN總線的入口，增加安全模塊，安全模塊上固化所述汽車的唯一私有密鑰。當(dāng)安全模塊通過VSE安全協(xié)議接收車機(jī)智能多媒體終端的指令時(shí)，安全芯片從密鑰模塊讀出密鑰證書對(duì)加密的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解密以及權(quán)限校驗(yàn);如果校驗(yàn)通過，安全芯片把解密后得到的公有CAN指令和用戶的權(quán)限級(jí)別數(shù)據(jù)傳遞給指令中心模塊，指令中心模塊對(duì)公有CAN指令和權(quán)限進(jìn)行匹配；如果匹配成功，則對(duì)公有CAN指令翻譯成該所述汽車電子的私有CAN協(xié)議，如果轉(zhuǎn)換正確，就轉(zhuǎn)換以后的指令投入CAN總線執(zhí)行。
[0022]本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法實(shí)施方便，成本低，不改變現(xiàn)有汽車CAN總線體系，車商接受性強(qiáng)，通過增加擴(kuò)展硬件模塊來對(duì)發(fā)送指令方進(jìn)行驗(yàn)證，安全性高，帶有計(jì)算能力的智能卡芯片，計(jì)算能力強(qiáng)，快速響應(yīng)，安全模塊的命令控制中心負(fù)責(zé)對(duì)CAN公有協(xié)議做私有協(xié)議轉(zhuǎn)換，即保護(hù)了車商的私有協(xié)議，也符合車聯(lián)網(wǎng)下汽車CAN協(xié)議規(guī)范。
[0023]以上已對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，其特征在于，包括: 安全模塊，所述安全模塊連接在汽車CAN總線的入口，所述安全模塊對(duì)控制所述汽車CAN的指令進(jìn)行校驗(yàn);其中 所述安全模塊包括: 密鑰模塊，在所述密鑰模塊內(nèi)固化汽車私有密鑰，該模塊數(shù)據(jù)只能讀不能被篡改； 安全芯片，所述安全芯片與所述密鑰模塊連接，用于對(duì)外來輸入控制所述汽車CAN行為的加密指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并根據(jù)訪問者的證書來授權(quán)該用戶可以訪問該汽車CAN指令級(jí)別； 指令中心，所述指令中心與所述安全芯片連接，用于與所述汽車CAN總線交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，其特征在于，所述安全模塊與汽車智能終端系統(tǒng)通信。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，其特征在于，所述安全模塊通過VSE協(xié)議接口與所述汽車智能終端系統(tǒng)通信。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，其特征在于，所述指令中心從安全芯片取得用戶權(quán)限和解密后的公有CAN指令，如果所述公有CAN指令和用戶的權(quán)限匹配，則把所述公有CAN指令轉(zhuǎn)換成汽車的私有CAN總線的控制命令，投放到所述汽車CAN總線，并等待所述汽車CAN總線的執(zhí)行結(jié)果。5.基于安全元素的汽車總線安全控制裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟I，利用安全模塊提供的開放VSE協(xié)議，和車載智能終端通信； 步驟2，利用安全芯片對(duì)加密指令進(jìn)行解密，從而獲得明文公有CAN指令和該用戶的可訪問的汽車CAN數(shù)據(jù)的級(jí)別； 步驟3，利用指令模塊對(duì)公有CAN指令和用戶的權(quán)限進(jìn)行匹配 步驟4，利用指令模塊對(duì)公有CAN指令轉(zhuǎn)換成汽車的私有CAN協(xié)議，并把轉(zhuǎn)換后的汽車的私有CAN協(xié)議投入汽車CAN總線執(zhí)行。
【專利摘要】本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置，包括：安全模塊，安全模塊作為對(duì)外部模塊訪問汽車CAN總線的代理，并對(duì)外部指令來源進(jìn)行安全控制；其中安全模塊包括：密鑰模塊，在密鑰模塊內(nèi)固化該車的私有密鑰；安全芯片，安全芯片與密鑰模塊連接，用于對(duì)外來輸入訪問汽車CAN系統(tǒng)的加密指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解密授權(quán)訪問級(jí)別；指令中心，指令中心與安全芯片連接，用于與汽車CAN總線交互。本發(fā)明基于安全元素的汽車總線安全控制裝置及其控制方法實(shí)施方便，成本低，不改變現(xiàn)有汽車CAN？總線體系，車商接受性強(qiáng)，通過增加擴(kuò)展硬件模塊來對(duì)發(fā)送指令方進(jìn)行驗(yàn)證，安全性高，帶有計(jì)算能力的智能卡芯片，計(jì)算能力強(qiáng)，快速響應(yīng)。
【IPC分類】H04L9/32, H04L29/06, H04L12/403
【公開號(hào)】CN105656884
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳萬東
【申請(qǐng)人】延鋒偉世通電子科技（上海）有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日