CN117768504A - 一种汽车诊断接口数据传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种汽车诊断接口数据传输系统、方法、介质及设备，涉及车辆信息安全技术领域，包括汽车故障诊断仪、车载OBD接口、故障诊断装置总成和车辆ECU，汽车故障诊断仪通过蓝牙与车载OBD接口建立连接，汽车故障诊断仪下发诊断报文，将加密后的诊断报文通过车载OBD接口传送到故障诊断装置总成；故障诊断装置总成接收到加密后的诊断报文后解密，根据诊断报文的ID路由到各个网段，各个网段上的车辆ECU接收到诊断报文后，根据诊断报文进行反馈，发送反馈诊断报文到故障诊断装置总成，故障诊断装置总成再将反馈诊断报文进行加密，通过车载OBD接口再传送到汽车故障诊断仪，解密后转换成用户需要的信息。
Description
技术领域
本公开涉及车辆信息安全技术领域，具体涉及一种汽车诊断接口数据传输系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着经济发展，汽车已逐步成为每个家庭的必需品，汽车保有量也在逐年递增。生产合格的汽车，是每个汽车制造商的使命，其中，车辆的信息的安全越来越受到人们的重视。在汽车信息安全领域，车辆的诊断接口的是重要的组成部分。工程师通过诊断接口OBD了解到车辆信息，方便了工程师查找问题，了解车辆的状态。但是同时，也会可能导致车辆信息被其他人知道，甚至可以通过OBD接口攻击车辆，影响车辆的正常使用。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种汽车诊断接口数据传输系统及方法，提高了汽车信息安全，减少外界通过汽车OBD接口获取车辆信息和攻击车辆的风险。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种汽车诊断接口数据传输系统，包括汽车故障诊断仪、车载OBD接口、故障诊断装置总成和车辆ECU，所述汽车故障诊断仪获取车辆VIN码和车型信息，之后通过蓝牙与车载OBD接口建立连接，所述汽车故障诊断仪下发诊断报文，并对诊断报文加密，再将加密后的诊断报文通过车载OBD接口传送到所述故障诊断装置总成；
所述故障诊断装置总成接收到加密后的诊断报文，进行解密，根据诊断报文的ID路由到各个网段，各个网段上的车辆ECU接收到诊断报文后，根据诊断报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到故障诊断装置总成，故障诊断装置总成再将反馈诊断报文进行加密，通过车载OBD接口再传送到汽车故障诊断仪，所述汽车故障诊断仪再进行解密，转换成用户需要的信息。
进一步的，所述汽车故障诊断仪获取车辆VIN码和车型信息之后，通过无线网络直接访问整车厂的数据库，获取车辆所需汽车故障诊断仪的软件版本，如果获取的信息错误，则无法进行后续操作。
进一步的，汽车故障诊断仪下发诊断报文，并通过AES算法对诊断报文加密。
进一步的，所述汽车故障诊断仪具备认证和授权功能，所述的认证和授权功能是指用户输入测试车辆VIN码和车型信息，汽车故障诊断仪会对比数据库的相关信息，进而匹配相应的汽车故障诊断仪的软件版本。
进一步的，所述汽车故障诊断仪具备蓝牙通讯功能，汽车故障诊断仪通过蓝牙接口与汽车故障诊断仪端子的一端进行连接通讯，端子的另一端直接与车辆OBD接口连接，汽车故障诊断仪通过端子与车辆进行信息交互。
进一步的，汽车故障诊断仪具备安全校验的功能，能够访问车辆ECU，在访问车辆ECU时，进行安全校验，汽车故障诊断仪通过车辆ECU发送密匙计算出正确的秘钥，才能建立交互通信成功，进而才能发送其他的诊断服务请求。
进一步的，通过AEB加密算法，将汽车故障诊断仪发送给故障诊断装置总成的CAN诊断报文进行加密，同时将故障诊断装置总成发送过来的CAN报文进行解密。
进一步的，将车载OBD接口与汽车CAN通信网络进行物理隔离，外界访问汽车CAN通信网络只能通过故障诊断装置总成，同时汽车CAN通信网络的各个网段之间的交互也只能通过故障诊断装置总成，实现网段之间的物理隔离。
进一步的，故障诊断装置总成具备路由功能，所述故障诊断装置总成与汽车所有CAN通信网段都建立连接，通过所述故障诊断装置总成实现不同网段之间的数据交互。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种汽车诊断接口数据传输系统的传输方法，包括：
用户认证和授权，用户向汽车故障诊断仪输入车辆VIN码和车型信息，通过汽车故障诊断仪下发诊断指令，下发的诊断指令在汽车故障诊断仪内部进行加密操作，通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪端子，端子直接与车载OBD接口连接，发送到与故障诊断装置总成连接的CAN网络上，故障诊断装置总成从与车载OBD接口连接的CAN总线网段上接收到发送来的诊断报文，对诊断报文进行解密，根据诊断报文的ID信息发送到相应汽车内部的CAN总线的网段上，网段上的车辆ECU会读取CAN网络报文，识别到发送给自己的报文后，根据诊断报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到车辆ECU所在的网段上；
故障诊断装置总成接收到网段上的反馈诊断报文，对反馈诊断报文进行加密处理，然后发送到与车载OBD接口连接的CAN总线上，汽车故障诊断仪端子读到网段上的反馈诊断报文，再通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪，汽车故障诊断仪在对反馈诊断报文进行解密，进行解析，将车辆信息转换成用户需要信息。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开的一种汽车诊断接口数据传输系统，通过建立汽车故障诊断仪以及故障诊断装置总成，汽车故障诊断仪装置的端子与整车连接起来，建立汽车故障诊断仪与汽车网络之间的通讯，汽车故障诊断仪具备数据加密和解密功能，数据加密和解密功能是指通过AEB加密算法，将汽车故障诊断仪发送给故障诊断总成的CAN报文进行加密，同时将故障诊断总成发送过来的CAN报文进行解密，，能够对数据进行加密传输，提高了汽车的信息安全。
本公开的故障诊断装置总成具备隔离功能，隔离功能是指将车载OBD口与汽车CAN网络进行物理隔离，外界访问汽车CAN网络只能通过故障诊断装置总成。同时汽车CAN网络的各个网段之间的交互也只能通过故障诊断装置总成，实现网段之间的物理隔离。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例的汽车故障诊断仪的认证和授权流程图；
图2为本公开实施例的汽车故障诊断仪与车辆ECU交互流程图；
图3为本公开实施例的故障诊断装置总成接收和转发到网段上ECU发送的报文流程图；
图4为本公开实施例的压缩算法模块图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
本公开的一种实施例中提供了一种汽车诊断接口数据传输系统，包括汽车故障诊断仪、车载OBD接口、故障诊断装置总成和车辆ECU，所述汽车故障诊断仪获取车辆VIN码和车型信息，之后通过蓝牙与车载OBD接口建立连接，所述汽车故障诊断仪下发诊断报文，并对诊断报文加密，再将加密后的诊断报文通过车载OBD接口传送到所述故障诊断装置总成；
其中，汽车故障诊断仪为外部诊断设备，故障诊断装置总成安装在车辆上，是车上自带的ECU，主要功能是路由报文，具体安装在汽车座椅下面。
所述故障诊断装置总成接收到加密后的诊断报文，进行解密，根据诊断报文的ID路由到各个网段，各个网段上的车辆ECU接收到诊断报文后，根据诊断报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到故障诊断装置总成，故障诊断装置总成再将反馈诊断报文进行加密，通过车载OBD接口再传送到汽车故障诊断仪，所述汽车故障诊断仪再进行解密，转换成用户需要的信息。
作为一种实施例，汽车故障诊断仪具备访问数据库功能，汽车故障诊断仪获取车辆VIN码和车型信息之后，通过无线网络直接访问整车厂的数据库，获取车辆所需汽车故障诊断仪的软件版本，如果获取的信息错误，则无法进行后续操作，具体的无线网络可以为4G、5G或者WiFi。
汽车故障诊断仪具备认证和授权功能。所述的认证和授权功能是指用户输入测试车辆VIN码和车型信息，汽车故障诊断仪会对比数据库的相关信息，进而匹配相应的汽车故障诊断仪的软件版本。
汽车故障诊断仪具备蓝牙通讯功能。所述的蓝牙通讯功能是指汽车故障诊断仪通过蓝牙与汽车故障诊断仪端子的一端进行通讯，端子的另一端直接与车辆OBD接口连接，汽车故障诊断仪通过端子与车辆进行信息交互。
汽车故障诊断仪具备安全校验的功能。所述的安全检验功能是指，在访问ECU时，需要进行安全校验。汽车故障诊断仪能够通过ECU发送密匙计算出正确的秘钥，才能握手成功，进而才能发送其他的诊断服务请求。
汽车故障诊断仪具备数据加密和解密功能。所述的数据加密和解密功能是指通过AEB加密算法，将汽车故障诊断仪发送给故障诊断装置总成的CAN报文进行加密，同时将故障诊断装置总成发送过来的CAN报文进行解密。
作为一种实施例，车载OBD接口具备连接功能。所述的连接功能是指将汽车故障诊断仪装置的端子与整车连接起来，建立汽车故障诊断仪与汽车网络之间的通讯。
作为一种实施例，故障诊断装置总成具备隔离功能。所述的隔离功能是指将车载OBD口与汽车CAN网络进行物理隔离，外界访问汽车CAN网络只能通过故障诊断装置总成。同时汽车CAN网络的各个网段之间的交互也只能通过故障诊断装置总成，实现网段之间的物理隔离。
故障诊断装置总成具备路由功能。所述的路由功能是指故障诊断装置总成与汽车所有CAN网段都有连接，通过故障诊断装置总成可以实现不同网段之间的数据交互。
故障诊断装置总成具备识别ID信息功能。所述的识别ID信息功能是指将将识别CAN网络上不同的ID的报文路由到需要的CAN网段上，保证路由报文的准确性。
故障诊断装置总成具备数据加密和解密功能。所述的数据加密和解密功能是指将汽车故障诊断仪发送的诊断请求报文进行解密并发送到对应的汽车CAN网段，同时将ECU发送到CAN网段的诊断报文进行加密发送给汽车故障诊断仪。
作为一种实施例，本公开的汽车故障诊断仪的认证和授权功能的实现如图1所示，主要分为用户认证和汽车故障诊断仪权限认证。用户认证是指对用户身份进行认证，通过输入账号、密码或者指纹等方式识别用户的身份，判断用户或者使用者是否合规，如果用户认证失败，汽车故障诊断仪会提示用户身份认证失败，请重新认证；如果认证成功，则开始进行汽车故障诊断仪的权限认证。诊断工具认证是指对诊断工具进行身份验证和授权，确保只有合法的诊断工具才能与车辆系统进行通信。在用户认证成功后，会提示请输入车型信息，用户输入车型信息后，汽车故障诊断仪会识别用户是否有此车型的诊断权限。如果输入车型信息汽车故障诊断仪无法识别，则会提示无此车型诊断权限。如果识别通过，则会跳出输入车辆VIN码的界面。用户输入车辆VIN码后，汽车故障诊断仪会通过4G/5G/WiFi上传到云平台，与数据库中的车辆信息作对比。如果上传车辆VIN码数据库平台中没有，则汽车故障诊断仪会提示输入的车辆VIN有问题，输入的车辆VIN不在数据库内，请重新输入。如果识别通过，则会确认对应车辆的汽车故障诊断仪的软件版本，用户可以选择要测试功能。
作为一种实施例，本公开的汽车故障诊断仪与车辆ECU交互功能的实现方式如图2所示，在用户认证和诊断功能权限认证成功以后，用户可以通过汽车故障诊断仪下发诊断指令，下发的诊断指令回在诊断仪内部进行加密操作，通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪端子。汽车故障诊断仪端子直接与车载OBD接口连接，发送到与故障诊断装置总成连接的不同的CAN网络上，故障诊断总成从与车载OBD接口连接的CAN总线网段上读到发送的报文，会对报文进行解密，解密后，会根据报文的ID信息发送到相应汽车内部的CAN总线的网段上。各个网段上的车辆ECU会读取CAN网络报文，每个CAN总线下包括n个车辆ECU，如ECU1-1、ECU2-1......ECUn-1等，每个车辆ECU识别到发送给自己的报文，会根据报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到ECU所在的网段上。故障诊断装置总成接收到网段上的反馈诊断报文，会对反馈诊断报文进行加密处理，然后发送到与车载OBD接口连接的CAN总线上。汽车故障诊断仪端子读到网段上的反馈诊断报文，在通过自身的蓝牙通讯模块发送到汽车故障诊断仪上。汽车故障诊断仪在对反馈诊断报文进行解密，转换反馈诊断报文文，再对反馈诊断报文进行解析，将车辆信息转换成用户需要信息。
作为一种实施例，本公开的故障诊断装置总成接收和转发到网段上ECU发送的报文流程如图3所示，具体为：
故障诊断装置总成接收到网络上的原始报文后，先通过压缩算法进行压缩处理，然后AES算法进行加密，AES算法属于对称算法，运算需要明文和秘钥。将数据在压缩过程中生成的数据资源作为明文和秘钥，在每轮压缩算法排列变化时，明文和秘钥模块就会更新一次密钥，同时生成的密钥矩阵满足本轮加密认证是对密钥的需求。对数据进行压缩和加密后在发送CAN网络上。同时，接收到加密后的报文以后，接收方也会根据压缩算法和AES算法还原成原始数据。
具体的压缩过程如图4所示，主要由消息预处理模块、顺序确认模块、重组信号生成模块和重组信号压缩模块组成，其中，消息预处理模块会对CAN总线数据段的数据划分成不同的数据段，同时将多组CAN数据作为一轮。顺序确认模块将确认下一轮发送数据的排序。根据消息预处理模块和顺序确认模块获在重组信号生成模块中新一轮的信号，再将新一轮的信号进行划分，最后在重组信号压缩模块完成报文压缩。
实施例2
本公开的一种实施例中提供了一种汽车诊断接口数据传输系统的传输方法，包括：
用户认证和授权，用户向汽车故障诊断仪输入车辆VIN码和车型信息，通过汽车故障诊断仪下发诊断指令，下发的诊断指令在汽车故障诊断仪内部进行加密操作，通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪端子，端子直接与车载OBD接口连接，发送到与故障诊断装置总成连接的CAN网络上，故障诊断装置总成从与车载OBD接口连接的CAN总线网段上接收到发送来的诊断报文，对诊断报文进行解密，根据诊断报文的ID信息发送到相应汽车内部的CAN总线的网段上，网段上的车辆ECU会读取CAN网络报文，识别到发送给自己的报文后，根据诊断报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到车辆ECU所在的网段上；
故障诊断装置总成接收到网段上的反馈诊断报文，对反馈诊断报文进行加密处理，然后发送到与车载OBD接口连接的CAN总线上，汽车故障诊断仪端子读到网段上的反馈诊断报文，再通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪，汽车故障诊断仪在对反馈诊断报文进行解密，进行解析，将车辆信息转换成用户需要信息。
具体的方法包括执行如实施例1中所述的所有流程步骤。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，包括汽车故障诊断仪、车载OBD接口、故障诊断装置总成和车辆ECU，所述汽车故障诊断仪获取车辆VIN码和车型信息，之后通过蓝牙与车载OBD接口建立连接，所述汽车故障诊断仪下发诊断报文，并对诊断报文压缩后加密，再将加密后的诊断报文通过车载OBD接口传送到所述故障诊断装置总成；
所述故障诊断装置总成接收到加密后的诊断报文，进行解密，根据诊断报文的ID路由到各个网段，各个网段上的车辆ECU接收到诊断报文后，根据诊断报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到故障诊断装置总成，故障诊断装置总成再将反馈诊断报文进行加密，通过车载OBD接口再传送到汽车故障诊断仪，所述汽车故障诊断仪再进行解密，转换成用户需要的信息。
2.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，所述汽车故障诊断仪获取车辆VIN码和车型信息之后，通过无线网络直接访问整车厂的数据库，获取车辆所需汽车故障诊断仪的软件版本，如果获取的信息错误，则无法进行后续操作。
3.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，汽车故障诊断仪下发诊断报文，并通过AES算法对诊断报文加密。
4.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，所述汽车故障诊断仪具备认证和授权功能，所述的认证和授权功能是指用户输入测试车辆VIN码和车型信息，汽车故障诊断仪会对比数据库的相关信息，进而匹配相应的汽车故障诊断仪的软件版本。
5.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，所述汽车故障诊断仪具备蓝牙通讯功能，汽车故障诊断仪通过蓝牙接口与汽车故障诊断仪端子的一端进行连接通讯，端子的另一端直接与车辆OBD接口连接，汽车故障诊断仪通过端子与车辆进行信息交互。
6.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，汽车故障诊断仪具备安全校验的功能，能够访问车辆ECU，在访问车辆ECU时，进行安全校验，汽车故障诊断仪通过车辆ECU发送密匙计算出正确的秘钥，才能建立交互通信成功，进而才能发送其他的诊断服务请求。
7.如权利要求3所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，通过AEB加密算法，将汽车故障诊断仪发送给故障诊断装置总成的CAN诊断报文进行加密，同时将故障诊断装置总成发送过来的CAN报文进行解密。
8.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，将车载OBD接口与汽车CAN通信网络进行物理隔离，外界访问汽车CAN通信网络只能通过故障诊断装置总成，同时汽车CAN通信网络的各个网段之间的交互也只能通过故障诊断装置总成，实现网段之间的物理隔离。
9.如权利要求1所述的一种汽车诊断接口数据传输系统，其特征在于，故障诊断装置总成具备路由功能，所述故障诊断装置总成与汽车所有CAN通信网段都建立连接，通过所述故障诊断装置总成实现不同网段之间的数据交互。
10.基于权利要求1-9任一项一种汽车诊断接口数据传输系统的传输方法，其特征在于，包括：
用户认证和授权，用户向汽车故障诊断仪输入车辆VIN码和车型信息，通过汽车故障诊断仪下发诊断指令，下发的诊断指令在汽车故障诊断仪内部进行压缩、加密操作，通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪端子，端子直接与车载OBD接口连接，发送到与故障诊断装置总成连接的CAN网络上，故障诊断装置总成从与车载OBD接口连接的CAN总线网段上接收到发送来的诊断报文，对诊断报文进行解密，根据诊断报文的ID信息发送到相应汽车内部的CAN总线的网段上，网段上的车辆ECU会读取CAN网络报文，识别到发送给自己的报文后，根据诊断报文信息进行反馈，发送反馈诊断报文到车辆ECU所在的网段上；
故障诊断装置总成接收到网段上的反馈诊断报文，对反馈诊断报文进行加密处理，然后发送到与车载OBD接口连接的CAN总线上，汽车故障诊断仪端子读到网段上的反馈诊断报文，再通过蓝牙发送到汽车故障诊断仪，汽车故障诊断仪在对反馈诊断报文进行解密，进行解析，将车辆信息转换成用户需要信息。
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