[發明專利]面向車聯網的無損式信息安全漏洞檢測系統和方法

有效

• 申請號: 202010716756.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111885060B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 陳秀真;裘煒程;馬進;陳家浩
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海智能網聯汽車技術中心有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04W4/40;G06F21/57
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種面向車聯網的無損式信息安全漏洞檢測系統，其特征在于，包括：

模塊M1：檢測系統中漏洞檢測子系統分析車外網絡和/或車內網絡的流量數據，得到攻擊檢測結果；

模塊M2：將攻擊檢測結果比對檢測系統中漏洞知識庫發現漏洞，生成漏洞檢測報告；

模塊M3：根據漏洞檢測報告生成日志文件，根據日志文件修改漏洞知識庫和檢測系統配置數據更新檢測系統；

所述檢測系統中漏洞檢測子系統包括V2X漏洞檢測子系統和CAN漏洞檢測子系統；

所述檢測系統中漏洞知識庫包括CAN漏洞攻擊知識庫和V2X漏洞攻擊知識庫；

所述CAN漏洞檢測子系統分析車內網絡的流量數據；

所述V2X漏洞檢測子系統分析車外網絡的流量數據；

根據所述CAN漏洞檢測子系統和V2X漏洞檢測子系統得到的流量數據比對CAN漏洞攻擊知識庫和V2X漏洞攻擊知識庫中的數據，生成漏洞檢測報告；

所述CAN漏洞檢測子系統使用基于熵和周期的聯合檢測算法，接收輸入的CAN網絡流量，返回攻擊檢測結果；

所述CAN漏洞攻擊知識庫存儲自我構建的CAN網絡漏洞與攻擊關系數據庫，記錄CAN漏洞檢測算法的相關參數；

所述V2X漏洞檢測子系統使用基于XGBoost機器學習檢測算法，接收輸入的V2X網絡流量，返回攻擊檢測結果；

所述V2X漏洞攻擊知識庫存儲自我構建的V2X網絡漏洞與攻擊關系數據庫，記錄V2X漏洞檢測算法的訓練模型；

所述CAN漏洞攻擊知識庫包括每個電子控制單元的多種類漏洞，包括：理論漏洞、現實漏洞和安全策略漏洞；對每種漏洞整理攻擊所利用的漏洞，并列出相應的后果；CAN漏洞攻擊知識庫中記錄CAN漏洞檢測算法使用的正常網絡中的熵、周期和ID；

所述V2X漏洞攻擊知識庫包括協議DSRC的安全漏洞、安全攻擊和安全服務之間的關系，對每個漏洞整理攻擊所利用的漏洞，并列出相應的后果；V2X漏洞攻擊知識庫中記錄用于檢測階段特征提取的預設閾值和XGBoost訓練模型。

2.根據權利要求1所述的面向車聯網的無損式信息安全漏洞檢測系統，其特征在于，所述CAN漏洞檢測子系統分析車內網絡的流量數據，得到攻擊檢測結果包括：

接收CAN網絡的車內網絡報文數據包，提取每個報文的報文ID、所在總線和發送時間，根據報文ID進行歸納和存儲，得到存儲數據；CAN漏洞檢測子系統對存儲的數據進行分析，獲得報文ID總數、每個報文ID發送報文的時間序列、每個報文ID出現的頻率和總的報文數量。

3.根據權利要求1所述的面向車聯網的無損式信息安全漏洞檢測系統，其特征在于，所述V2X漏洞檢測子系統分析車外網絡的流量數據，得到攻擊檢測結果包括：接收V2X網絡的車外網絡報文數據包，提取每個報文的發送者ID、接受者ID、發送時間、車輛位置、車輛速度。

4.根據權利要求2所述的面向車聯網的無損式信息安全漏洞檢測系統，其特征在于，將攻擊檢測結果比對CAN漏洞攻擊知識庫，生成漏洞檢測報告包括：

將獲得報文ID總數、每個報文ID發送報文的時間序列、每個報文ID出現的頻率和總的報文數量比對CAN漏洞攻擊知識庫中正常狀態下CAN總線中的報文ID，檢測是否存在未出現過的報文ID，當檢測出存在未出現過的報文ID，并且報文ID在預設范圍內，則判斷為DOS攻擊；當報文ID不在預設范圍內，則判斷是利用診斷系統的攻擊；

當檢測出的是在CAN漏洞攻擊知識庫中正常狀態下CAN總線中的報文ID中出現過的報文ID，則計算每個報文ID出現頻率的熵，并與CAN漏洞攻擊知識庫中正常狀態下各報文ID的熵進行比較，當偏差大于預設閾值時，則判斷為大量周期性報文攻擊，并返回被攻擊的電子控制單元名稱；

檢查每個報文ID的報文發送間隔，與CAN漏洞攻擊知識庫中正常狀態下各ID的周期進行比對，當間隔比周期小時，則判斷為少量非周期報文攻擊，并返回被攻擊的電子控制單元名稱；

將檢測結果輸入漏洞檢測報告生成模塊，比對CAN漏洞攻擊知識庫中漏洞與攻擊關系，確定被攻擊的電子控制單元、利用的漏洞和產生的后果，生成檢測報告。