CN111031516A - 用于为车载通信系统提供安全防护的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及网络安全防护技术，特别涉及用于通过带宽预留方法防护车载通信系统免受恶意攻击的方法和实现该方法的装置和计算机可读存储介质。按照本发明一个方面的用于通过带宽预留方法防护车载通信系统免受恶意攻击的方法包含下列步骤：为优先通信链路预留带宽资源；以及在车载通信系统与网络通信时，基于优先通信链路的预留带宽资源为其它通信链路分配带宽，以确保优先通信链路所享有的带宽始终不低于其预留带宽资源；如果为其它通信链路分配的带宽小于其需要占用的带宽，则丢弃通信链路上收发的数据。

Description

用于为车载通信系统提供安全防护的方法和装置
技术领域
本发明涉及网络安全防护技术，特别涉及用于通过带宽预留方法防护车载通信系统免受恶意攻击的方法和实现该方法的装置和计算机可读存储介质。
背景技术
随着车联网技术的发展和车载网络的普及，现代车辆可以通过车载通信系统连接到互联网进行数据通信、与企业后台或内容提供商进行交互。
车载通信系统与外界互联网的通信并不是简单的上网与数据传输，还包括与车辆厂商提供的后台交互、与安全中心的通信以及其它消息推送中心交互等。车载通信系统发送到服务提供商的数据或者从服务提供商发送到车载通信系统的数据通过各自的APN(接入点)进行传输。因此，为车载网络与控制后台之间的通信提供安全防护至关重要。
发明内容
本发明一个方面的目的是提供一种为车载通信系统提供安全防护的方法，其具有防护车载通信系统免受Dos攻击和DDoS攻击的优点。
按照本发明的一个方面，用于为车载通信系统提供安全防护的方法包含下列步骤：
为优先通信链路预留带宽资源；
在车载通信系统与网络通信时，基于优先通信链路的预留带宽资源为其它通信链路分配带宽，以确保优先通信链路所享有的带宽始终不低于其预留带宽资源；以及
如果为其它通信链路分配的带宽小于其需要占用的带宽，则丢弃所述通信链路上收发的数据。
可选地，在上述方法中，为优先通信链路预留带宽资源依照下列方式确定：
从多条通信链路中选择一条或多条优先通信链路；以及
实时计算所有通信链路上的流量来保证预留带宽资源。
可选地，在上述方法中，基于通信链路所承载通信业务的安全重要程度来选择优先通信链路。
可选地，在上述方法中，预留带宽资源和优先通信链路被定期或不定期地调整。
可选地，在上述方法中，按照下列方式建立车载通信系统与一个或多个网络之间的通信链路：
通过在车载通信系统与一个或多个网络之间建立隧道连接的方式形成通信链路，并且车载通信系统包含多个虚拟接口，每个虚拟接口对应于通信链路的其中一条；或者
通过在车载通信系统与一个或多个网络的网关之间建立物理连接的方式形成通信链路，并且车载通信系统包含多个物理接口，每个物理接口对应于通信链路的其中一条。
本发明另一方面的目的是提供一种为车载通信系统提供安全防护的装置，其能够防护车载通信系统免受Dos攻击和DDoS攻击。
按照本发明另一个方面，为车载通信系统提供安全防护的装置，其包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，执行所述程序以实现下列步骤：
为优先通信链路预留带宽资源；
在车载通信系统与网络通信时，基于优先通信链路的预留带宽资源为其它通信链路分配带宽，以确保优先通信链路所享有的带宽始终不低于其预留带宽资源；以及
如果为其它通信链路分配的带宽小于其需要占用的带宽，则丢弃所述通信链路上收发的数据。
本发明又一方面的目的是提供一种计算机可读存储介质，其能够防护车载通信系统免受Dos攻击和DDoS攻击。
按照本发明又一方面的计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取优先通信链路带宽的下限；
在车载通信系统与网络通信时，基于优先通信链路的带宽的下限为其它通信链路分配带宽，以确保优先通信链路所享有的带宽始终不低于其下限；以及
如果为其它通信链路分配的带宽小于其需要占用的带宽，则丢弃所述通信链路上收发的数据。
多种其它特征和优点将从如下详细描述和附图中显而易见。
附图说明
本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
图1示意地示出了车载通信系统的多APN通信场景。
图2为应用于图1所示场景的为车载通信系统提供安全防护的方法的流程图。
图3为按照本发明的一个实施例的为车载通信系统中基于虚拟接口的多APN通信链路提供安全防护的方法的示意图。
图4为按照本发明的另一个实施例的为车载通信系统中基于网关的多APN通信链路提供安全防护的方法的示意图。
图5为按照本发明还有一个实施例的用于为车载通信系统提供安全防护装置的示意框图。
具体实施方式
下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
图1示意地示出了车载通信系统的多APN通信场景。
如图1所示，车载通信系统需要保持与多个后台的通信，其中包括：车载通信系统与车辆控制后台建立APN以进行通信，保证用户可以通过手机APP实时获取车辆的信息，发送指令给车辆实现车辆定位、道路救援、远程启动车辆、开关门等功能；车载通信系统与车辆厂商后台建立APN以进行通信，使得车辆可以从厂商的后台下载APP，厂商可以推送系统、应用更新到车辆；车载通信系统与公共互联网建立APN以进行通信，为驾驶员提供上网功能等。每条APN通信链路所连接的通信后台不同，从而APN通信链路所承载的通信业务的安全重要程度也不同。对于大多数车载通信系统而言，必须保证车载网络与车辆控制后台之间保持通信的通畅。例如，APN1与车辆控制后台连接，APN2与车辆厂商后台连接，APN3与公共互联网连接。由于APN3与公共互联网连接，所以其不是一个安全的通信链路，可能受到互联网上各种流量的攻击。而APN1和APN2因为只与单一的后台连接，所以可以认为APN1和APN2是安全的。因此，如果要保证APN1和APN2不受Dos攻击和DDoS攻击，只需要保证APN3不会影响APN1和APN2即可。利用这个原理，在车载通信系统的多APN通信场景中，可以采用图2所示的带宽预留方法来为车载通信系统提供安全防护，从而防止车载通信系统的带宽达到吞吐量上限而导致Dos攻击或者DDoS攻击。
图2为应用于图1所示场景的为车载通信系统提供安全防护的方法的流程图。示例性地但非必须地，按照本实施例的方法由车载通信系统实施。优选地，可以通过在车载通信系统提供具有独立功能模块(软件模块或物理模块)的方式实施下面将要所述的方法步骤。可选地，上述独立功能模块也可以与车载通信系统中的其它功能模块集成在一起。
如图2所示，在步骤210，当车载通信系统与车辆外部的一个或多个网络进行通信时，通过在多APN系统上实施带宽预留技术来为优先通信链路预留带宽资源。优选地，在本步骤中，依照下列方式为优先通信链路预留带宽资源：从多条通信链路中选择一条或多条优先通信链路；以及实时计算所有通信链路上的流量来保证预留带宽资源。在本步骤中，优选地基于通信链路所承载通信业务的安全重要程度来选择优先通信链路。优选地，预留带宽资源和优先通信链路被定期或不定期地调整。
在执行步骤210之后，图2所示的方法进入步骤220。在该步骤中，当车载通信系统与车辆外部的一个或多个网络进行通信时，基于优先通信链路的预留带宽资源为其它通信链路上收发的数据分配带宽。之后进入步骤230，在步骤230，基于预留带宽资源判断优先通信链路享有的带宽是否始终不低于其预留带宽资源。如果优先通信链路享有的带宽始终不低于其预留带宽资源，则进入步骤240。在步骤240中，车载通信系统允许其它通信链路上的数据收发。另一方面，在步骤230中，如果优先通信链路享有的带宽低于其预留带宽资源，则进入步骤250。在步骤250中，车载通信系统丢弃其它通信链路上的数据收发。
以下借助图3和图4详细描述按照本发明的实施例的为车载通信系统的多APN通信链路提供安全防护。其中，图3为按照本发明的一个实施例的为车载通信系统中基于虚拟接口的多APN通信链路提供安全防护的方法的示意图。图4为按照本发明的另一个实施例的为车载通信系统中基于网关的多APN通信链路提供安全防护的方法的示意图。
图3所示的实施例中，多APN系统30包括包含应用程序、系统模块、设备等的模块310、与通信系统上的APN程序连接的以太网接口、程序接口或其它总线接口的接口模块320、APN选择模块330、APN选择模块330与虚拟接口350之间发送或接收数据的程序接口340以及虚拟接口350。该多APN系统30通过物理接口或其它数据传输通道40与网关50进行通信。在本实施例中，通过在车载通信系统与一个或多个网络之间建立隧道连接的方式形成通信链路，并且每个虚拟接口对应于通信链路的其中一条。APN选择模块330通过选择虚拟接口的方式为包含应用程序、系统模块、设备等的模块310选择对应的通信链路。然后通过数据传输通道40将数据发送到网关50。
如图3所示，所有从模块310发送到网关50的数据，在通过虚拟接口350发送之前，实时计算所有虚拟接口350的带宽资源以及为优先通信链路预留带宽资源，从而保持优先通信接口之外的虚拟接口的带宽总和不会使得优先通信接口的带宽小于预留带宽值，才被允许发送。所有从网关50发送到模块310的数据，在通过虚拟接口350发送之前，实时计算所有虚拟接口350的带宽资源以及为优先通信链路预留带宽资源，从而保持优先通信接口之外的虚拟接口的带宽总和不会使得优先通信接口的带宽小于预留带宽值，才被允许接收。
图3所示的实施例可以进一步通过以下示例阐明。假设APN1是车载通信系统与车辆控制后台通信的可靠链路以及被选择为优先通信链路，为了保持APN1的通信稳定，可以在任何情况下为APN1保留至少1Mbps的带宽。通过实时计算虚拟接口350中VT2+VT3+…VTn的方式计算除了VT1之外的所有虚拟接口的总带宽A，保证车载通信系统能够承受的最大带宽B–A大于等于1Mbps，从而保证在其它虚拟接口受到DoS攻击或者使用大流量应用的情况下不影响车载通信系统与车辆控制后台的通信。如果车载通信系统能够承受的最大带宽B–A小于1Mbps，则丢弃其它通信链路上收发的数据。
图4为按照本发明的另一个实施例的为车载通信系统中基于网关的多APN通信链路提供安全防护的方法的示意图。
如图4所示，多APN系统410包括应用程序、系统模块、系统、设备等。该多APN系统410通过路由表420与不同网关430进行通信。在本实施例中，通过在车载通信系统与一个或多个网络的网关430之间建立物理连接的方式形成通信链路，并且每个物理接口对应于通信链路的其中一条。多APN系统410可以通过路由或者NAT等方式进行APN选择以实现多条链路，但是本质上都是通过选择不同的网关到达目的地。
如图4所示，所有从多APN系统410发送到网关430的数据，在发送之前，实时计算所有路由的带宽资源以及为优先通信链路预留带宽资源，从而保持优先通信路由之外的路由的带宽总和不会使得优先通信路由的带宽小于预留带宽值，才被允许发送。所有从网关430发送到多APN系统410的数据，在接收之前，实时计算所有路由的带宽资源以及为优先通信链路预留带宽资源，从而保持优先通信路由之外的路由的带宽总和不会使得优先通信路由的带宽小于预留带宽值，才被允许接收。
图4所示的实施例可以进一步通过以下示例阐明。假设APN1是车辆控制后台通信的可靠链路以及被选择为优先通信链路，为了保持APN1的通信稳定，可以在任何情况下为APN1保留至少1Mbps的带宽。通过实时计算网关430中GW2+GW3+…GWn的方式计算除了GW1之外的所有路由的总带宽A，保证车载通信系统能够承受的最大带宽B–A大于等于1Mbps，从而保证在其它路由链路受到DoS攻击或者使用大流量应用的情况下不影响车载通信系统与车辆控制后台的通信。如果车载通信系统能够承受的最大带宽B–A小于1Mbps，则丢弃其它通信链路上收发的数据。
图5为按照本发明还有一个实施例的用于为车载通信系统提供安全防护装置的示意框图。
图5所示的装置50包含存储器510、处理器520以及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，其中，执行计算机程序530可以实现上面借助图2所述的为车载通信系统提供安全防护的方法。
按照本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时可实现上面借助图2所述的为车载通信系统提供安全防护的方法。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。
鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。

Claims (10)

1.一种为车载通信系统提供安全防护的方法，其中，车载通信系统经多条通信链路与车辆外部的一个或多个网络进行通信，其特征在于，所述方法包含下列步骤：
为优先通信链路预留带宽资源；以及
在所述车载通信系统与所述网络通信时，基于所述优先通信链路的预留带宽资源为其它通信链路分配带宽，以使所述优先通信链路所享有的带宽始终不低于其预留带宽资源。
2.如权利要求1所述的方法，其中，为优先通信链路预留带宽资源依照下列方式确定：
从所述多条通信链路中选择一条或多条优先通信链路；以及
实时计算所有通信链路上的流量来为所述优先通信链路预留带宽资源。
3.如权利要求2所述的方法，其中，基于通信链路所承载通信业务的安全重要程度来选择所述优先通信链路。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述预留带宽资源被定期或不定期地调整。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述优先通信链路被定期或不定期地调整。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，通过在所述车载通信系统与所述一个或多个网络之间建立隧道连接的方式形成所述通信链路，并且所述车载通信系统包含多个虚拟接口，每个所述虚拟接口对应于所述通信链路的其中一条。
7.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，通过在所述车载通信系统与所述一个或多个网络的网关之间建立物理连接的方式形成所述通信链路，并且所述车载通信系统包含多个物理接口，每个所述物理接口对应于所述通信链路的其中一条。
8.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，如果为其它通信链路分配的带宽小于其需要占用的带宽，则丢弃所述通信链路上收发的数据。
9.一种为车载通信系统提供安全防护的装置，包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，执行所述程序以实现权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的方法。
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