CN107682148A - 一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问系统，包括：ECU数据加密模块、车载T‑BOX设备、外部联网设备和数据中心；ECU数据加密模块其工况和故障信息进行加密传输给车载T‑BOX。车载T‑BOX设备读取车辆各个部件的工况和故障信息，并将最终获取的数据通过网络传输至外部联网设备。外部联网设备与车载T‑BOX网络通信模块进行通信，将收到的加密数据进行解密操作，并将数据进行处理和展示。数据中心与外部联网设备进行通信，对外部联网设备的请求进行分析，计算并返回对应的密钥。本发明还提出了一种安全访问方法。

Description

一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问系统及方法
技术领域
本发明涉及加密技术和网络通信技术，尤其涉及一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问系统及方法。
背景技术
在科技高速发展的21世纪，大数据和人工智能的发展为各个行业带来了变革，汽车行业也不例外。现有汽车的汽车部件多数都有电子控制单元，车载设备可以通过CAN总线与电子控制单元通信来获取到车辆的工况信息以及故障信息等，并且可以通过网络将数据传输至外部联网设备进行处理。但是在数据未进行加密的传输中容易出现信息泄露，会带来用户隐私问题和车辆安全问题，尤其是车辆控制安全问题。因此在车辆信息收集与传输的过程中需要一定程度的安全访问机制，需要在数据传输前对数据进行相应的加密操作，使得数据在传输中是以密文形式进行传输的，然后联网通讯系统对获取的密文进行相应的解析，以此保证数据的安全性。
发明内容
本发明克服了现有技术中车内总线与外部网络通信时信息安全性的问题，提出了一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问方法。
本发明提出了一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问系统，包括：ECU数据加密模块、车载T-BOX设备、外部联网设备和数据中心；所述ECU数据加密模块设置于车内ECU中，所述ECU数据加密模块和所述车载T-BOX设备通信，所述ECU数据加密模块通过对车内ECU与所述车载T-BOX设备通信获取到的时间戳信息、ECU的安全标识码进行计算获取密钥，对ECU准备传输的工况信息和故障信息进行加密操作，生成加密数据；车载T-BOX设备，其安装在车辆中，所述车载T-BOX设备用于读取车辆各个部件的工况和故障信息，并将最终获取的数据通过网络传输至外部联网设备；其中，所述车载T-BOX设备还包括：车载T-BOX车内总线通信模块，其设置于车载T-BOX设备中，其与所述车内ECU通信，用于传输时间戳信息给所述ECU数据加密模块和读取车辆各部件的故障信息和工况信息的加密数据；所述车载T-BOX网络通信模块，其设置与所述车载T-BOX中，与所述车载T-
BOX车内总线通信模块通信以获取加密之后的数据，然后将信息传输给所述外部联网设备；所述外部联网设备与所述车载T-BOX网络通信模块通信，用于接收上传的经过二次加密的车辆工况信息和故障信息，然后将之进行解密操作，并进行解析和展示；所述数据中心与所述外部联网设备3通信，根据接收到的请求，分配对应的密钥给发送请求的所述外部联网设备。
本发明提出的所述车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问系统中，所述外部联网设备与所述车载T-BOX网络通信模块通信以获取车辆部件的故障信息和工况信息时，所述外部联网设备进一步对加密数据进行解密分别需要对应车内ECU的安全标识码和所述车载T-BOX设备的时间戳信息。
本发明还提出了一种所述车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问系统的安全访问方法，所述外部联网设备与所述车载T-BOX网络通信模块通信以获取加密数据并解密时，包括如下步骤：
步骤一：所述外部联网设备与所述车载T-BOX网络通信模块建立通信连接；
步骤二：所述外部联网设备向所述车载T-BOX网络通信模块请求车辆VIN码，所述车载T-BOX网络通信模块向所述外部联网设备发送车辆VIN码和所述车载T-BOX设备当前的时间戳；
步骤三：所述外部联网设备根据获取到的车辆VIN码和时间戳向所述数据中心请求对应的密钥，所述数据中心根据车辆VIN码在数据库中匹配对应的ECU安全标识码信息，并对匹配到的ECU安全标识码信息和时间戳进行计算获得一组密钥；
步骤四：所述数据中心将计算得到的一组密钥发送给所述外部联网设备，所述外部联网设备根据接收到的密钥对加密信息进行解密操作，并进行解析和展示。
本发明提出的所述车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问方法中，所述ECU数据加密模块对时间戳信息设置了默认的有效时间，时间戳信息的有效时间超时后，车内ECU和所述外部联网设备与所述车载T-BOX设备通信获取到新的时间戳信息。
本发明提出的所述车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问方法中，所述车载T-BOX网络通信模块与所述外部联网设备的连接方式包括：蓝牙，GPRS或CDMA网络。
本发明的有益效果在于：
本发明方法可以通过一种特定的安全访问方法，将车辆信息进行加密传输。其中，外部设备对加密信息进行解密所需的信息被分布到车内ECU中，避免了车载T-BOX被破解后车辆信息会泄露的风险。电子控制单元生成密钥的方法使得密钥具有唯一性和临时性；该访问方法能够允许临时授权访问权限给外部联网设备。
附图说明
图1是本发明一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问方法的示意图。
图2是持有车辆密钥解密相关信息的外部联网设备获取车辆信息的流程图。
图3是未持有车辆密钥解密相关信息的外部联网设备获取车辆信息的流程图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
如图1所示，本发明在车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问方法，包括ECU数据加密模块1、车载T-BOX设备2、外部联网设备3和数据中心4。ECU数据加密模块1为ECU的一部分。车载T-BOX设备2包括车载T-BOX车内总线通信模块21、车载T-BOX网络通信模块22。
车载T-BOX车内总线通信模块21为CAN总线通信模块，用于读取车辆各部件的故障信息和工况信息，具体有OBD协议以及UDS协议，故障信息和工况信息涉及车辆的动力部件，车身控制，底盘及传动装置等各种信息。可以根据OBD协议以及UDS协议获取到丰富的车辆统计信息和瞬时信息，其中OBD协议为标准规范，可以读取各种车辆信息，UDS协议为车辆厂商自己制定的协议，通过协议来实现对车辆的通信，能够获取到更加详细的车辆的信息。
ECU数据加密模块1则是对上述模块要获取到信息进行加密的重要部件。ECU数据加密模块1通过相应的接口与车载T-BOX车内总线通信模块21通信，以获取时间戳信息，根据获取的时间戳信息和ECU的安全标示码来计算出密钥并通过加密算法对传输的数据进行加密，产生相应的密文传输至车载T-BOX车内总线通信模块21。
车载T-BOX网络通信模块22与车载T-BOX车内总线通信模块21通信，用于传输车载T-BOX车内总线通信模块21传输过来的加密信息。车载T-BOX网络通信模块22可采用蓝牙，GPRS或者CDMA网络等进行无线传输，这种非接触式的传输方式便于发送上述信息至外部联网设备3。
外部联网设备3通过上述无线传输方式与车载T-BOX网络通信模块22通信，用于接收车载T-BOX网络通信模块22传输过来的加密信息，通过解密算法对密文进行解密操作从而获取到详细的车辆信息，并对信息进行加工处理，并通过更加形象的方式将车辆状态展示出来。当外部联网设备3不持有计算解密密钥所需的ECU的安全标识码时，外部联网设备3向数据中心4发送授权请求。
数据中心4与外部联网设备3通信，用于接收外部联网设备3合法的授权请求。通过分析外部联网设备3传输过来的车辆信息和时间戳信息，匹配对应的ECU的安全识别码并通过对时间戳信息和匹配到的ECU的安全识别码进行计算获得密钥，并将密钥传输给外部联网设备3。
当车辆正常行驶时，车载T-BOX车内总线通信模块21对车辆的动力部件，车身控制，底盘及传动装置等进行检测，获得故障信息和工况信息。故障信息和工况信息包括动力部件各传感器参数，发动机运行其他参数及故障信息，车身控制及底盘和传动装置的瞬时开关信息和传感器信息及故障信息。ECU数据加密模块1周期性地通过接口获得车载TBOX设备2的时间戳信息，对上述信息进行分析并且计算出相应的密钥，对数据进行加密产生密文传输至车载T-BOX车内总线通信模块21。车载T-BOX网络通信模块22将上述加密信息通过无线网络发送至外部联网设备3内进行解密和分析操作。外部联网设备3在不持有计算解密密钥所需的ECU的安全标识码的情况下，向数据中心4发送授权请求以获取所需密钥。
如图2所示，本发明在持有车辆密钥解密相关信息的外部联网设备3要获取车辆信息时，外部联网设备3先与车载T-BOX网络通信模块22建立通信连接，然后向车载T-BOX网络通信模块22发送获取车辆信息的请求消息。车载T-BOX网络通信模块22接收到请求消息后，记录当前的时间戳信息作为加密用的时间戳信息，并将该时间戳信息通过车载T-BOX车内总线通信模块21传输给ECU数据加密模块1。ECU数据加密模块1通过对时间戳信息和匹配到的ECU的安全识别码进行计算获得密钥，并使用该密钥将当前的车辆信息加密成密文并将密文传输给车载T-BOX车内总线通信模块21。车载T-BOX车内总线通信模块21接收到密文后，将密文传输给车载T-BOX网络通信模块22。车载T-BOX网络通信模块22接收到密文后，将密文和当前加密用的时间戳信息传输给外部联网设备3。外部联网设备3接收到密文和时间戳信息后，根据所持有的ECU的安全标示码和接收到的时间戳信息计算出密钥，并使用该密钥对密文进行解密从而获得车辆信息。
如图3所示，本发明在未持有车辆密钥解密相关信息的外部联网设备3获取车辆信息时，外部联网设备3先与车载T-BOX网络通信模块22建立通信连接，然后向车载T-BOX网络通信模块22发送获取车辆信息的请求消息。车载T-BOX网络通信模块22接收到请求消息后，记录当前的时间戳信息作为加密用的时间戳信息，并将该时间戳信息通过车载T-BOX车内总线通信模块21传输给ECU数据加密模块1。ECU数据加密模块1通过对时间戳信息和匹配到的ECU的安全识别码进行计算获得密钥，并使用该密钥将当前的车辆信息加密成密文并将密文传输给车载T-BOX车内总线通信模块21。车载T-BOX车内总线通信模块21接收到密文后，将密文传输给车载T-BOX网络通信模块22。车载T-BOX网络通信模块22接收到密文后，将密文、加密用的时间戳信息以及车辆VIN码传输给外部联网设备3。外部联网设备3接收到密文、加密用的时间戳信息以及车辆VIN码后，与数据中心4建立连接并发送授权请求。授权请求中包含加密用的时间戳信息以及车辆VIN码信息。数据中心4在接收到授权请求后，根据授权请求中的车辆VIN码信息匹配对应的ECU的安全标示码信息。如果匹配成功，数据中心4通过对匹配到的ECU的安全标示码信息进行计算获得一组密钥，并将密钥传输给外部联网设备3。外部联网设备3使用接收到的密钥对密文进行解密从而获得车辆信息。如果匹配失败，数据中心4向外部联网设备3发送匹配失败消息。外部联网设备3接收到匹配失败消息后，显示匹配失败。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (5)

1.一种车辆总线与互联网通讯系统之间的安全访问系统，其特征在于，包括：ECU数据加密模块(1)、车载T-BOX设备(2)、外部联网设备(3)和数据中心(4)；
所述ECU数据加密模块(1)设置于车内ECU中，所述ECU数据加密模块(1)和所述车载T-BOX设备(2)通信，所述ECU数据加密模块(1)通过对车内ECU与所述车载T-BOX设备(2)通信获取到的时间戳信息、ECU的安全标识码进行计算获取密钥，对ECU准备传输的工况信息和故障信息进行加密操作，生成加密数据；
车载T-BOX设备(2)，其安装在车辆中，所述车载T-BOX设备(2)用于读取车辆各个部件的工况和故障信息，并将最终获取的数据通过网络传输至外部联网设备；其中，所述车载T-BOX设备(2)还包括：
车载T-BOX车内总线通信模块(21)，其设置于车载T-BOX设备(2)中，其与所述车内ECU通信，用于传输时间戳信息给所述ECU数据加密模块(1)和读取车辆各部件的故障信息和工况信息的加密数据；
所述车载T-BOX网络通信模块(22)，其设置与所述车载T-BOX(2)中，与所述车载T-BOX车内总线通信模块(21)通信以获取加密之后的数据，然后将信息传输给所述外部联网设备(3)；
所述外部联网设备(3)与所述车载T-BOX网络通信模块(22)通信，用于接收上传的经过二次加密的车辆工况信息和故障信息，然后将之进行解密操作，并进行解析和展示；
所述数据中心(4)与所述外部联网设备3通信，根据接收到的请求，分配对应的密钥给发送请求的所述外部联网设备(3)。
2.如权利要求1所述的车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问系统，其特征在于，所述外部联网设备(3)与所述车载T-BOX网络通信模块(22)通信以获取车辆部件的故障信息和工况信息时，所述外部联网设备(3)进一步对加密数据进行解密分别需要对应车内ECU的安全标识码和所述车载T-BOX设备(2)的时间戳信息。
3.一种如权利要求1或2所述的车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问系统的安全访问方法，其特征在于，所述外部联网设备(3)与所述车载T-BOX网络通信模块(22)通信以获取加密数据并解密时，包括如下步骤：
步骤一：所述外部联网设备(3)与所述车载T-BOX网络通信模块(22)建立通信连接；
步骤二：所述外部联网设备(3)向所述车载T-BOX网络通信模块(22)请求车辆VIN码，所述车载T-BOX网络通信模块(22)向所述外部联网设备(3)发送车辆VIN码和所述车载T-BOX设备(2)当前的时间戳；
步骤三：所述外部联网设备(3)根据获取到的车辆VIN码和时间戳向所述数据中心(4)请求对应的密钥，所述数据中心(4)根据车辆VIN码在数据库中匹配对应的ECU安全标识码信息，并对匹配到的ECU安全标识码信息和时间戳进行计算获得一组密钥；
步骤四：所述数据中心(4)将计算得到的一组密钥发送给所述外部联网设备(3)，所述外部联网设备(3)根据接收到的密钥对加密信息进行解密操作，并进行解析和展示。
4.如权利要求3所述的车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问方法，其特征在于，所述ECU数据加密模块(1)对时间戳信息设置了默认的有效时间，时间戳信息的有效时间超时后，车内ECU和所述外部联网设备(3)与所述车载T-BOX设备(2)通信获取到新的时间戳信息。
5.如权利要求3所述的车辆总线与联网通讯系统之间的安全访问方法，其特征在于，所述车载T-BOX网络通信模块(22)与所述外部联网设备(3)的连接方式包括：蓝牙，GPRS或CDMA网络。
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