CAN总线的安全性

CAN总线的安全性在设计之初主要侧重于可靠性和实时性，但随着应用场景的拓展，其安全性问题逐渐受到关注。以下是关于CAN总线安全性的详细分析：

优点

• 错误检测机制：CAN总线具备多级错误检测机制，如循环冗余校验（CRC）、位填充等，能够有效检测数据传输过程中的错误。

• 非破坏性仲裁：在多节点同时发送数据时，能够通过优先级仲裁机制避免数据冲突。

• 抗干扰能力强：采用差分信号传输，对电磁干扰具有很强的抵抗力。

安全威胁

• 缺乏身份认证：CAN协议未提供节点身份验证机制，任何接入CAN总线的设备均可发送或接收数据，攻击者可通过伪造消息干扰车辆正常运行。

• 无加密保护：CAN协议未对传输数据进行加密，所有消息均以明文形式传输，攻击者可通过嗅探工具捕获并分析CAN总线上的数据。

• 缺乏访问控制：CAN协议未限制节点的访问权限，任何节点均可监听或发送消息，恶意节点可能通过广播消息干扰其他节点的正常工作。

• 物理层易受攻击：CAN总线采用两根信号线进行差分传输，物理接口暴露在外，攻击者可通过物理接入（如OBD-II接口）直接注入恶意消息或窃听数据。

攻击方式

• 重放攻击：攻击者捕获合法的CAN消息并重复发送，可能导致车辆执行非预期的操作。

• 注入攻击：攻击者向CAN总线注入伪造消息，干扰车辆正常功能。

• 拒绝服务攻击：通过持续发送高优先级消息占用总线带宽，导致其他消息无法传输。

安全提升措施

• 加密与认证机制：通过引入加密技术，如对称加密或非对称加密，对数据进行加密处理，防止数据被篡改或窃取。同时，采用身份认证机制，如数字签名，确保只有经过认证的节点才能发送或接收数据。

• 访问控制与白名单机制：在域控制器层设置防火墙，对每一条CAN报文进行检查，包括ID是否在白名单内、数据格式是否正常、校验位是否匹配等。

• 异常检测与防御机制：采用基于规则和机器学习的异常检测方法，实时监测CAN总线上的数据流量，识别并拦截异常数据包。

• 物理层保护：通过ESD保护、共模电压抑制、抗瞬态干扰等措施，增强CAN总线的物理层抗干扰能力。

数据安全案例

• 新能源矿卡数据灾备记录仪：针对新能源矿卡行业，推出了CAN总线数据灾备记录仪，具备军工级防护、数据高精度记录、灾备存储、快速解析、远程数据调取、信息安全等功能，有效保障了关键数据的安全。

总结

CAN总线在设计上存在一定的安全局限性，但通过引入加密、认证、访问控制、异常检测等技术，能够有效提升其安全性。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的安全措施，确保数据的完整性、保密性和可用性。