CN107566347B - 滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质，该方法包括：采集报文数据；判断该报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习该滚动码的滚动机制；根据该滚动机制检测该滚动码是否异常：是，则生成异常信息并上传。本发明通过自动学习所采集报文数据中滚动码的滚动机制，实现对报文数据中滚动码的实时检测和异常报警，从而可以实现对数据异常作出及时反应，同时还避免了将报文数据上传后再检测所存在的丢包风险。

Description

滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及通信安全技术领域，具体涉及一种滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

控制器局域网络(Controller Area Network，简称CAN)，由德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准(ISO11898)，CAN总线技术已经广泛应用于各种检测和控制系统中。CAN总线可以是对等结构，即多主机工作方式，网络上任意一个节点可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，随着近年来各领域智能化发展迅速，越来越多的传感器、电子控制单元加入，CAN总线数据通讯更容易受到攻击，通讯可靠性并不能达到预期。为此，很多厂家在CAN总线中通过协议加入了滚动码机制。此外，除了CAN总线通信，上述滚动码机制同样可应用于更多不同的总线通信或节点间通信。

传统的应用了滚动码机制的数据采集方法和装置并没有针对滚动码的实时处理机制，只能将采集的报文数据在本地存储，或远程上传存储后，再由人工进行后续处理。上述方案的缺陷在于，无法对报文数据的滚动码进行实时处理，当数据异常(相对应的滚动码异常)时无法及时获知以作出反应，此外，将报文数据上传后处理的方案还存在丢包导致异常的风险。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种通过学习滚动码的滚动机制对报文数据中的滚动码进行实时检测处理的滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质。

第一方面，本发明提供一种滚动码学习检测方法，包括：

采集报文数据；

判断该报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习该滚动码的滚动机制；

根据该滚动机制检测该滚动码是否异常：是，则生成异常信息并上传。

第二方面，本发明提供一种滚动码学习检测装置，包括采集单元、主控单元和无线通信单元。

其中，采集单元配置用于采集报文数据。

主控单元与采集单元连接，包括：

滚动码学习子单元，配置用于判断该报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习该滚动码的滚动机制；

滚动码检测子单元，配置用于根据该滚动机制检测该滚动码是否异常：是，则生成异常信息。

无线通信单元与主控单元连接，配置用于上传该异常信息。

第三方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的滚动码学习检测方法。

第四方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的滚动码学习检测方法。

本发明诸多实施例提供的滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质通过自动学习所采集报文数据中滚动码的滚动机制，实现对报文数据中滚动码的实时检测和异常报警，从而可以实现对数据异常作出及时反应，同时还避免了将报文数据上传后再检测所存在的丢包风险；

本发明一些实施例提供的滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质进一步通过对预期的后一滚动码设置延迟判断机制，避免了因网络延迟导致误检；

本发明一些实施例提供的滚动码学习检测方法及装置、设备和计算机可读存储介质进一步通过在完成滚动机制的学习后进行验证，保障了学习的准确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例提供的一种滚动码学习检测方法的流程图。

图2为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图3为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图4为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图5为本发明一实施例提供的一种滚动码学习检测装置的结构示意图。

图6为图5所示装置的一种优选实施方式中滚动码学习子单元的结构示意图。

图7为图6所示滚动码学习子单元的一种优选实施方式的结构示意图。

图8为图5所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。

图9为图5所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。

图10为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明一实施例提供的一种滚动码学习检测方法的流程图。

如图1所示，在本实施例中，本发明提供的一种滚动码学习检测方法包括：

S10：采集报文数据。

具体地，在本实施例中，采集接收CAN总线的报文数据，在更多实施例中，也可根据实际需求配置为采集其它不同总线的报文数据，或节点间通信的报文数据等不同通信环境下配置有滚动码机制的报文数据。

S30：判断该报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习该滚动码的滚动机制。

在步骤S30中，本实施例中通过将步骤S10所采集的报文数据的CAN_ID与之前学习滚动机制所存储的已学习列表进行对比，若该报文数据的CAN_ID在已学习列表中，则判断结果为已学习，反之则为未学习。在更多实施例中，还可根据实际需求将是否已学习的判断机制配置为对比报文数据中不同的标识符，只要该标识符可以通过学习获知，即可实现相同的技术效果。

当判断结果为已学习时，直接进入步骤S50；当判断结果为未学习时，可以通过各种不同的方式学习该滚动码的滚动机制。例如，将该报文数据的滚动码和当前滚动码队列与预存的若干滚动机制进行逐一对比；自动识别较为简单的滚动机制；通过复杂的人工智能模型学习和验证较为复杂的滚动机制，等等。

S50：根据该滚动机制检测该滚动码是否异常：是，则生成异常信息并上传。

在步骤S50中，根据已知的滚动机制或步骤S30所学习的滚动机制检测步骤S10采集的报文数据的滚动码是否异常，若异常则生成异常信息并上传。优选地，当该滚动码为该滚动机制预期的后一滚动码时，等待后一个或两个滚动码再判断是否异常。

例如，步骤S30学习的滚动机制为0-99之间等差滚动，步长为1，当前滚动码队列为“……，32，33，34，35”，若该滚动码为“36”，则判断为正常；若该滚动码为“79”等任意非“36”的值，则判断为异常。其中，优选地，若该滚动码为“37”，则暂不判断为异常，继续等待：若后两个滚动码分别为“36”和“38”，则判断为正常，否则判断为异常。异常信息包括该异常的数据报文的CAN_ID或其它标识符，以及错误的滚动码等信息。

上述实施例通过自动学习所采集报文数据中滚动码的滚动机制，实现对报文数据中滚动码的实时检测和异常报警，从而可以实现对数据异常作出及时反应，同时还避免了将报文数据上传后再检测所存在的丢包风险；并进一步通过对预期的后一滚动码设置延迟判断机制，避免了因网络延迟导致误检。

图2为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图2所示，在一优选实施例中，步骤S30包括：

S31：判断该报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：是，直接进入步骤S50；

否，进入步骤S33：识别该报文数据中的滚动码；以及，

S35：根据当前滚动码队列的滚动方式判断所识别的滚动码是否正常：否，则返回步骤S10；

是，则进入步骤S36：更新当前滚动码队列的滚动范围；以及，

S37：判断是否完成学习：否，则返回步骤S10；

是，则进入步骤S38：更新已学习列表；以及，进入步骤S50。

具体地，在图2所示的优选实施例中，已知当前滚动码队列的滚动方式，例如，以等差队列的方式(步长为1、2或任意数据)进行滚动，以等比数列的方式(比例为2、3或其它数据)，或其它每两个滚动码之间以固定的滚动方式进行滚动，在步骤S35中学习滚动码的滚动范围，最终在完成学习后，通过滚动方式和滚动范围确定滚动机制。而对于滚动方式未知的情况，通过以下图3所示的方法进行学习。

图3为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图3所示，在一优选实施例中，步骤S30进一步还包括：

S34：根据当前滚动码队列识别所述滚动方式。

具体地，滚动方式的识别需要在当前滚动码队列中积累一定数量的滚动码后，通过识别各滚动码之间的数列规律来识别出其滚动方式，例如上述等差、等比等方式。例如，“……，32，33，34，35，……”为等差滚动方式，步长为1；“……，6，12，24，48，……”为等比滚动方式，倍数为2；等等。滚动方式越复杂，则需要越多的滚动码才可正确识别并验证滚动方式。

图4为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图4所示，在一优选实施例中，上述方法还包括：

S40：完成滚动机制的学习后，验证所学习的滚动机制。

具体地，在完成滚动机制的学习后，继续循环采集一个周期(单次验证)或数个周期(多次验证)的报文数据，识别各报文数据中的滚动码，并判断是否符合所学习的滚动机制：若符合，则验证成功；若不符合，则根据判断结果对所学习的滚动机制进行修正或重新学习。其中，对于修正的滚动机制，需要进行再次验证以保障准确性。

上述实施例进一步通过在完成滚动机制的学习后进行验证，保障了学习的准确性。

图5为本发明一实施例提供的一种滚动码学习检测装置的结构示意图。图5所示的装置可对应执行图1所示的方法。

如图5所示，在本实施例中，本发明提供一种滚动码学习检测装置10，包括采集单元11、主控单元12和无线通信单元13。

在本实施例中，采集单元11配置为型号SN65HVD230的CAN收发器，该收发器适用于较高通讯速率、良好抗干扰能力和高可靠性CAN总线的串行通信，具有差分收发能力，最高速率可达1Mb/s，可广泛用于汽车、工业自动化、UPS控制等领域。主控单元12配置为采用stm32f407处理器作为核心构成的嵌入式装置，stm32f407处理器自带总线控制电路和CAN控制器，支持各种通讯速率的标准帧和扩展帧，实时性强、稳定性高，能够满足未来扩展需求。无线通信单元13配置为型号为ATK-ESP8266的高性能串口-无线(UART-WIFI)模块。

在更多实施例中，还可根据实际需求配置不同型号的数据收发器，乃至于其它本领域常用的数据采集装置来采集报文数据；配置不同型号的处理器构成主控单元12；以及配置不同通信模块作为无线通信单元13，均可实现相同的技术效果。

采集单元11配置用于采集报文数据。

主控单元12与采集单元11连接，包括滚动码学习子单元121和滚动码检测子单元122。滚动码学习子单元121配置用于判断该报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习该滚动码的滚动机制。滚动码检测子单元122配置用于根据该滚动机制检测该滚动码是否异常：是，则生成异常信息。

无线通信单元13与主控单元12连接，配置用于上传滚动码检测子单元122生成的异常信息。

其中，滚动机制的学习原理和滚动码的检测原理参照图1所示的方法，此处不再赘述。

图6为图5所示装置的一种优选实施方式中滚动码学习子单元的结构示意图。图6所示的装置可对应执行图2所示的方法。

如图6所示，在一优选实施例中，滚动码学习子单元121包括滚动码识别模块1211、滚动范围学习模块1213和学习完成判断模块1214。

其中，滚动码识别模块1211配置用于识别采集单元11所采集的报文数据中的滚动码；

滚动范围学习模块1213配置用于根据当前滚动码队列的滚动方式判断滚动码识别模块1211所识别的滚动码是否正常：是，则更新当前滚动码队列的滚动范围；否，则返回，等待采集单元11继续采集报文数据；

学习完成判断模块1214配置用于判断是否完成学习：是，则更新已学习列表；否，则返回，等待采集单元11继续采集报文数据。

图7为图6所示滚动码学习子单元的一种优选实施方式的结构示意图。图7所示的装置可对应执行图3所示的方法。

如图7所示，在一优选实施例中，滚动码学习子单元121还包括滚动方式学习模块1212。

滚动方式学习模块1212配置用于根据当前滚动码队列识别滚动方式。

图8为图5所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。图8所示的装置可对应执行图4所示的方法。

如图8所示，在一优选实施例中，主控单元12还包括验证子单元123。

验证子单元123配置用于在滚动码学习子单元121完成滚动机制的学习后，验证滚动码学习子单元121所学习的滚动机制。

图9为图5所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。

如图9所示，在上述任一实施例提供的滚动码学习检测装置10中，还可以进一步包括以下至少一项：存储单元14，显示单元15。

存储单元14配置用于存储以下至少一项：已学习列表、报文数据、已学习的滚动机制、异常信息。具体地，主控单元12可以根据实际需求和存储容量选择将各项信息临时存储至自带的ram，或，存储至存储单元14，或，通过无线通信单元13发送至远程存储空间。

显示单元15配置用于显示以下至少一项：已学习列表、报文数据、已学习的滚动机制、异常信息。具体地，显示单元15还可以根据实际需求配置为显示检测结果等其它任意过程信息和结果信息。

图10为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图10所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备，包括一个或多个中央处理单元(CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的程序或者从存储部分1008加载到随机访问存储器(RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM1003中，还存储有设备1000操作所需的各种程序和数据。CPU1001、ROM1002以及RAM1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。

以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。

特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的滚动码学习检测方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行滚动码学习检测方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。

作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的滚动码学习检测方法。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种滚动码学习检测方法，其特征在于，包括：

采集报文数据；

判断所述报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习所述滚动码的滚动机制；

根据所述滚动机制检测所述滚动码是否异常：是，则生成异常信息并上传；

其中，所述学习所述滚动码的滚动机制包括：

识别所述报文数据中的滚动码；根据当前滚动码队列的滚动方式判断所识别的滚动码是否正常：是，则更新当前滚动码队列的滚动范围；否，则返回继续采集报文数据；判断是否完成学习：是，则更新已学习列表；否，则返回继续采集报文数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述学习所述滚动码的滚动机制还包括：

根据当前滚动码队列识别所述滚动方式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述滚动机制检测所述滚动码是否异常还包括：

当所述滚动码为所述滚动机制预期的后一滚动码时，等待后一个或两个滚动码再判断是否异常。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

完成所述滚动机制的学习后，验证所学习的滚动机制。

5.一种滚动码学习检测装置，其特征在于，包括：

采集单元，配置用于采集报文数据；

主控单元，与所述采集单元连接，包括：

滚动码学习子单元，配置用于判断所述报文数据的滚动码的滚动机制是否已学习：否，则学习所述滚动码的滚动机制；

滚动码检测子单元，配置用于根据所述滚动机制检测所述滚动码是否异常：是，则生成异常信息；

无线通信单元，与所述主控单元连接，配置用于上传所述异常信息；

所述滚动码学习子单元包括：

滚动码识别模块，配置用于识别所述报文数据中的滚动码；

滚动范围学习模块，配置用于根据当前滚动码队列的滚动方式判断所识别的滚动码是否正常：是，则更新当前滚动码队列的滚动范围；否，则返回，等待所述采集单元继续采集报文数据；

学习完成判断模块，配置用于判断是否完成学习：是，则更新已学习列表；否，则返回，等待所述采集单元继续采集报文数据。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滚动码学习子单元还包括：

滚动方式学习模块，配置用于根据当前滚动码队列识别所述滚动方式。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滚动码检测子单元进一步配置用于在判断所述滚动码为所述滚动机制预期的后一滚动码时，等待后一个或两个滚动码再判断是否异常。

8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述主控单元还包括：

验证子单元，配置用于在完成所述滚动机制的学习后，验证所学习的滚动机制。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括以下至少一项：

存储单元，配置用于存储以下至少一项：已学习列表、报文数据、已学习的滚动机制、异常信息；

显示单元，配置用于显示以下至少一项：已学习列表、报文数据、已学习的滚动机制、异常信息。

10.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。

11.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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