CN106161441B - 一种用于车内局域网的安全诊断通信方法及系统 - Google Patents
一种用于车内局域网的安全诊断通信方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于车内局域网的安全诊断通信方法及系统,方法包括:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给汽车诊断仪;汽车诊断仪对种子消息进行加密运算得到密钥,将密钥发送给电子控制单元;电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存密钥,并与汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与汽车诊断仪进行后续通信。本发明由于将密钥直接保存在电子控制单元,因此在电子控制单元内部不需要存储密钥算法,减小了密钥算法泄露的风险,同时,通过增加对电子控制单元的状态判断,提高了通信的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车相关技术领域,特别是一种用于车内局域网的安全诊断通信方法及系统。
背景技术
物联网大时代的冲击及全球车联网技术的高速发展,使得人们对行车需求不再仅仅满足于速度与激情,对车机端互联娱乐等多功能化的需求也日益增加,汽车电子化网络化成为了主流发展趋势。越来越多的电子控制单元(Electronic Control Uni t,ECU)被应用到了汽车上,车载网络变得前所未有的复杂,汽车故障诊断测试相应也变得愈加重要。近年尤其2015年汽车信息安全元年以来,汽车车端黑客攻击动作层出不穷,行车安全概念被重定义,使其不再局限于主动安全,信息安全也逐渐得到主机厂、IT公司的重视,为保障汽车网络信息安全性,应用于车内局域网的安全诊断的通信协议被提出。
现有的汽车诊断系统物理上被分为汽车诊断仪和电子控制单元两端,目前作为车辆故障检测的主要手段而被广泛应用于各种类型汽车的诊断工作中。主流汽车诊断系统安全访问机制设计参考各自主机厂诊断协议,但原理大同小异。首先,诊断仪会发送种子请求消息给汽车电子控制单元。电子控制单元收到请求后生成一串随机数并将其作为响应发还给诊断仪,诊断仪继而根据内部已有的加密算法得到密钥并发送回给电子控制单元,电子控制单元将此密钥与由本地算法计算得到的密钥进行比较,若两者相同,则身份认证通过,可进行安全访问,否则即退出。但诊断仪与电子控制单元加密算法必须一致的局限性导致其存在很大安全隐患,任意一方的加密算法若遭泄漏,身份认证系统也就可被攻破,信息保密性即遭到破坏。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术容易因加密算法泄漏导致信息保密性遭到破坏的技术问题,提供一种用于车内局域网的安全诊断通信方法及系统。
本发明提供一种用于车内局域网的安全诊断通信方法,包括:
种子请求步骤,包括:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;
种子反馈步骤,包括:所述电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪;
种子加密步骤,包括:所述汽车诊断仪对所述种子消息进行加密运算得到密钥,将所述密钥发送给所述电子控制单元;
密钥判断步骤,包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存所述密钥,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对所述密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
本发明提供一种用于车内局域网的安全诊断通信系统,包括:
种子请求模块,用于:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;
种子反馈模块,用于:所述电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪;
种子加密模块,用于:所述汽车诊断仪对所述种子消息进行加密运算得到密钥,将所述密钥发送给所述电子控制单元;
密钥判断模块,用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存所述密钥,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对所述密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
本发明由于将密钥直接保存在电子控制单元,因此在电子控制单元内部不需要存储密钥算法,减小了密钥算法泄露的风险,同时,通过增加对电子控制单元的状态判断,提高了通信的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明一种用于车内局域网的安全诊断通信方法的工作流程图;
图2为本发明最佳实施例的工作流程图;
图3为本发明一种用于车内局域网的安全诊断通信系统的结构模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种用于车内局域网的安全诊断通信方法的工作流程图,包括:
步骤S101,包括:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;
步骤S102,包括:所述电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪;
步骤S103,包括:所述汽车诊断仪对所述种子消息进行加密运算得到密钥,将所述密钥发送给所述电子控制单元;
步骤S104,包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存所述密钥,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对所述密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
在汽车诊断仪需要与电子控制单元进行通信前,触发步骤S101。在步骤S101由汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息,电子控制单元在步骤S102中向汽车诊断仪返回种子消息。步骤S103由汽车诊断仪对种子消息进行加密得到密钥,其加密算法可以采用现有的加密算法。密钥在步骤S104中进行验证或者保存。因此,电子控制单元无需保存加密算法,从而减少了密钥算法泄露的风险。同时,在步骤S102中,通过增加生产环节信息,可有效增强加密的鲁棒性。而在步骤S104中,通过增加对电子控制单元的状态判断,提高了通信的安全性和可靠性。
在其中一个实施例中:
所述步骤S102,具体包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将生产环节信息和随机生成的密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪,如果当前状态为锁定状态,则获取预先保存的种子消息回复给所述汽车诊断仪;
所述步骤S104,具体包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将所述密钥与所述种子消息关联保存,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
电子控制单元一般会有三种状态:开发状态、主机厂状态及售后状态,当电子控制单元处于开发状态和主机厂状态时,设定为未锁定状态,当电子控制单元处于售后状态时,设定为锁定状态。在未锁定状态下,允许对电子控制单元写入密钥和种子消息,而在锁定状态下,则禁止更改电子控制单元的密钥和种子消息,在锁定状态下,电子控制单元的密钥和种子消息仅用于验证。
本实施例通过对电子控制单元的状态进行判断,从而使得在电子控制单元出厂后,禁止写入密钥和种子消息,提高安全性和可靠性。
在其中一个实施例中,所述步骤S104中,所述根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信,具体包括:如果从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥一致,则与所述汽车诊断仪进行后续通信,否则结束与所述汽车诊断仪的通信。
在其中一个实施例中,所述密钥和所述种子消息存储在所述电子控制单元的生产过程中的永久性内存。
本实施例采用永久性内存保存密钥和种子消息,使得种子消息在出厂后不会被删除。
优选地,所述永久性内存仅用于保存密钥和种子,避免其他非法数据的破坏。
在其中一个实施例中,所述生产环节信息包括所述电子控制单元的工厂产线号、生产时间或生产班次。
本实施例通过工厂产线号、生产时间或生产班次,使得种子消息带有独一无二且不可复现的生产信息,进一步提高了种子消息的唯一性。
如图2所示为本发明最佳实施例的工作流程图,包括:
步骤S201,汽车诊断系统的汽车诊断仪向汽车上电子控制单元发送诊断请求,即种子请求消息;
步骤S202,所述电子控制单元通过自身状态标识符Status值判断当前状态判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态(Status!=0),则将生产环节信息和随机生成的密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪,如果当前状态为锁定状态(Status==0),则获取预先保存的种子消息回复给所述汽车诊断仪;
步骤S203,汽车诊断仪将对种子消息通过加密运算之后的密钥发回给电子控制单元;
步骤S204,所述电子控制单元接收到密钥之后,会判断自身状态标识符Status值,Status表示了电子控制单元当前是否处于锁定状态。如果正处于未锁定状态(Status!=0),电子控制单元会将接收到的密钥和种子消息存于内存并回复正反馈给汽车诊断仪,双方即可进行安全通信。否则(Status==0),电子控制单元将接收到的密钥与自身内存中已有密钥进行对比,若一致,电子控制单元解锁并回复正反馈给汽车诊断仪,双方亦可进行安全通信;但若不一致,便回复负反馈给汽车诊断仪,双方终止此次通信过程。
如图3所示为本发明一种用于车内局域网的安全诊断通信系统的结构模块图,包括:
种子请求模块301,用于:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;
种子反馈模块302,用于:所述电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪;
种子加密模块303,用于:所述汽车诊断仪对所述种子消息进行加密运算得到密钥,将所述密钥发送给所述电子控制单元;
密钥判断模块304,用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存所述密钥,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对所述密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
在其中一个实施例中:
所述种子反馈模块,具体用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将生产环节信息和随机生成的密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪,如果当前状态为锁定状态,则获取预先保存的种子消息回复给所述汽车诊断仪;
所述密钥判断模块,具体用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将所述密钥与所述种子消息关联保存,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
在其中一个实施例中,所述密钥判断模块中,所述根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信,具体包括:如果从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥一致,则与所述汽车诊断仪进行后续通信,否则结束与所述汽车诊断仪的通信。
在其中一个实施例中,所述密钥和所述种子消息存储在所述电子控制单元的生产过程中的永久性内存。
在其中一个实施例中,所述生产环节信息包括所述电子控制单元的工厂产线号、生产时间或生产班次。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种用于车内局域网的安全诊断通信方法,其特征在于,包括:
种子请求步骤,包括:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;
种子反馈步骤,包括:所述电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪;
种子加密步骤,包括:所述汽车诊断仪对所述种子消息进行加密运算得到密钥,将所述密钥发送给所述电子控制单元;
密钥判断步骤,包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存所述密钥,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对所述密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信;
所述种子反馈步骤,具体包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将生产环节信息和随机生成的密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪,如果当前状态为锁定状态,则获取预先保存的种子消息回复给所述汽车诊断仪;
所述密钥判断步骤,具体包括:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将所述密钥与所述种子消息关联保存,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
2.根据权利要求1所述的用于车内局域网的安全诊断通信方法,其特征在于,所述密钥判断步骤中,所述根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信,具体包括:如果从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥一致,则与所述汽车诊断仪进行后续通信,否则结束与所述汽车诊断仪的通信。
3.根据权利要求1~2任一项所述的用于车内局域网的安全诊断通信方法,其特征在于,所述密钥和所述种子消息存储在所述电子控制单元的生产过程中的永久性内存。
4.根据权利要求1~2任一项所述的用于车内局域网的安全诊断通信方法,其特征在于,所述生产环节信息包括所述电子控制单元的工厂产线号、生产时间或生产班次。
5.一种用于车内局域网的安全诊断通信系统,其特征在于,包括:
种子请求模块,用于:汽车诊断仪向汽车上的电子控制单元发送种子请求消息;
种子反馈模块,用于:所述电子控制单元将生产环节信息和密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪;
种子加密模块,用于:所述汽车诊断仪对所述种子消息进行加密运算得到密钥,将所述密钥发送给所述电子控制单元;
密钥判断模块,用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则保存所述密钥,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对所述密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信;
所述种子反馈模块,具体用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将生产环节信息和随机生成的密钥种子作为种子消息回复给所述汽车诊断仪,如果当前状态为锁定状态,则获取预先保存的种子消息回复给所述汽车诊断仪;
所述密钥判断模块,具体用于:所述电子控制单元判断当前状态,如果当前状态为未锁定状态,则将所述密钥与所述种子消息关联保存,并与所述汽车诊断仪进行后续通信,如果当前状态为锁定状态,则对从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥进行验证,并根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信。
6.根据权利要求5所述的用于车内局域网的安全诊断通信系统,其特征在于,所述密钥判断模块中,所述根据验证结果确定是否与所述汽车诊断仪进行后续通信,具体包括:如果从汽车诊断仪获取的密钥和与所述种子消息关联保存的密钥一致,则与所述汽车诊断仪进行后续通信,否则结束与所述汽车诊断仪的通信。
7.根据权利要求5~6任一项所述的用于车内局域网的安全诊断通信系统,其特征在于,所述密钥和所述种子消息存储在所述电子控制单元的生产过程中的永久性内存。
8.根据权利要求5~6任一项所述的用于车内局域网的安全诊断通信系统,其特征在于,所述生产环节信息包括所述电子控制单元的工厂产线号、生产时间或生产班次。
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