JP5954228B2 - ネットワーク監視装置及びネットワーク監視方法 - Google Patents
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Description
上記課題を解決するネットワーク監視装置は、CAN(コントローラエリアネットワーク)からなるネットワークへのCANプロトコルに規定されるメッセージIDを有する通信メッセージの送信を自身の判断によって行うことができる通信装置が接続されるネットワークの通信状態を監視するネットワーク監視装置であって、前記ネットワークに流れている通信メッセージのメッセージIDに基づいて選択した通信メッセージを監視してその通信メッセージの受信間隔が該通信メッセージの送信間隔を含む範囲として規定される適正な受信間隔よりも短いとき、前記監視する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断するとともに、前記監視する通信メッセージの受信間隔が前記適正な受信間隔よりも長いとき、前記監視する通信メッセージ以外の他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する判断部を備え、前記判断部は、前記監視する通信メッセージとしてメッセージIDの異なる複数の通信メッセージを監視し、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元になった通信メッセージの優先度のうちの最も高い優先度と、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元とはならなかった通信メッセージの優先度のうちの最も低い優先度との間に含まれる優先度を有する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断することを特徴とする。
ジの受信間隔が前記適正な受信間隔よりも長いときには前記監視する通信メッセージ以外の他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断するとともに、前記監視する通信メッセージとしてメッセージIDの異なる複数の通信メッセージを監視し、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元になった通信メッセージの優先度のうちの最も高い優先度と、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元とはならなかった通信メッセージの優先度のうちの最も低い優先度との間に含まれる優先度を有する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断することを特徴とする。
また、ネットワークには複数の種類の通信メッセージが流れていることが一般的である。このような構成によれば、識別子を利用することでネットワークから監視する通信メッセージを選択することが容易になる。
さらに、このような構成によれば、ネットワーク監視装置は、車両や産業機械などに多く利用されているCANプロトコルに対応することから、CANプロトコルを利用する車両や産業機械にあっても異常の生じている通信メッセージを判断することができるようになる。
また、前述のようにCANプロトコルでは、不正な通信メッセージによる影響は、その不正な通信メッセージよりも優先度の高い、すなわちメッセージIDの小さい通信メッセージには小さく、一方、その不正な通信メッセージよりも優先度の低い、すなわちメッセージIDの大きい通信メッセージには大きい傾向にある。そこで、このような構成によれば、監視した通信メッセージの優先度、すなわちメッセージIDの大きさに基づいて異常を生じているメッセージIDの範囲、すなわち通信メッセージの範囲を判断することができるようになる。
この構成によるように、送信間隔が周期的な通信メッセージであれば、その通信メッセージの受信間隔が適正な受信期間よりも短いか又は長いかの比較が容易である。
図1に示すように、車両10は、車載ネットワークシステムを含む通信システムを備えている。通信システムは、通信装置としての第1〜第4の電子制御装置(ECU)11〜14と、第1〜第4のECU11〜14が接続される通信用バス15とを備えている。これにより、第1〜第4のECU11〜14は、制御などに用いられる各種情報を通信用バス15を介して相互に授受(送信受信)できるようになっている。なお、車載ネットワークシステムは、通信プロトコルとしてCAN(コントローラエリアネットワーク)プロトコルの適用されるCANネットワークとして構成されている。
なお、ここでは第1のECU11が通信用バス15に送信間隔T1で送信する通信メッセージM1を、第2のECU12で受信し、その受信した通信メッセージM1が監視部22にて監視される場合を例に説明する。
監視部22は、監視する通信メッセージM1を受信すると、監視処理を開始し、その受信した監視する通信メッセージM1の受信間隔を算出する(図7のステップS10)。また、監視部22は、算出した受信間隔が適切な受信間隔T1Pよりも短いか否かを判断する(図7のステップS11)。そして、算出した受信間隔が適切な受信間隔T1Pより短いと判断された場合(図7のステップS11でYES)、監視部22は、当該通信メッセージM1の通信状態に異常が生じていると判断する(図7のステップS14)。つまり、監視部22は、通信メッセージM1のメッセージIDが攻撃対象であると判断し、この判断結果に基づいて不正な通信メッセージとして判断される通信メッセージM1bを破棄する(図7のステップS15)。そして監視処理を終了する。
(1)マルチタスク方式のCANプロトコルの通信用バス15において、監視する通信メッセージM1の通信状態に生じた異常が判断されるとともに、監視する通信メッセージM1以外の他の通信メッセージM2の通信状態に生じた異常も判断される。つまり、監視対象である通信メッセージM1の通信状態の異常の有無が判断されるとともに、監視対象の通信メッセージM1以外のその他の通信メッセージM2の通信状態の異常の有無も判断される。これにより、CANプロトコルに基づく通信メッセージM1が送受信される通信用バス15にあって、異常の原因となっている通信メッセージを判断することができるようになる。
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、1つの通信メッセージM1を監視する場合について例示した。しかしこれに限らず、複数の通信メッセージを監視してもよい。また、複数の通信メッセージは、同時期に監視していても、時期をずらして監視してもよい。複数の通信メッセージの監視により、攻撃対象となっている通信メッセージ(メッセージID)の範囲を特定することも可能になる。上述のように、CANプロトコルではメッセージIDの大きさによって通信メッセージの優先度が定まる。このことから、不正な通信メッセージの影響は、その不正な通信メッセージよりもメッセージIDが小さく優先度の高い通信メッセージには小さくてすむ、一方、その不正な通信メッセージよりもメッセージIDが大きく優先度の低い通信メッセージには大きくなる傾向にある。つまり、通信状態に大きな影響を受けているメッセージIDと、通信状態に受けている影響の小さいメッセージIDとから不正な通信メッセージに利用されているメッセージIDを特定したり、メッセージIDの範囲を絞り込んだりすることができる。
このとき、監視による判断結果の一例を例1に示す。例1に示すように、通信状態の異常が、メッセージID「010」の通信メッセージに「なし」と判断され、メッセージID「100」と「200」の通信メッセージは「あり」と判断されたとする。すると、通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元とはならなかった通信メッセージの優先度のうちの最も低い優先度のメッセージIDは、「010」となる。一方、通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元になった通信メッセージの優先度のうちの最も高い優先度のメッセージIDは「100」となる。このことから、メッセージID「010」とメッセージID「100」との間に含まれる優先度を有する通信メッセージ、つまりメッセージIDが「011」〜「0FF」の範囲にある通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断(推定)することができる。
Claims (4)
- CAN(コントローラエリアネットワーク)からなるネットワークへのCANプロトコルに規定されるメッセージIDを有する通信メッセージの送信を自身の判断によって行うことができる通信装置が接続されるネットワークの通信状態を監視するネットワーク監視装置であって、
前記ネットワークに流れている通信メッセージのメッセージIDに基づいて選択した通信メッセージを監視してその通信メッセージの受信間隔が該通信メッセージの送信間隔を含む範囲として規定される適正な受信間隔よりも短いとき、前記監視する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断するとともに、前記監視する通信メッセージの受信間隔が前記適正な受信間隔よりも長いとき、前記監視する通信メッセージ以外の他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する判断部を備え、
前記判断部は、前記監視する通信メッセージとしてメッセージIDの異なる複数の通信メッセージを監視し、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元になった通信メッセージの優先度のうちの最も高い優先度と、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元とはならなかった通信メッセージの優先度のうちの最も低い優先度との間に含まれる優先度を有する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する
ことを特徴とするネットワーク監視装置。 - 前記判断部は、前記送信間隔が周期的な間隔である通信メッセージを前記監視する通信メッセージとする
請求項1に記載のネットワーク監視装置。 - 前記判断部は、監視する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断されないとき、当該監視する通信メッセージよりも高い優先度を有する通信メッセージの通信状態には異常が生じていないと判断する
請求項1又は2に記載のネットワーク監視装置。 - CAN(コントローラエリアネットワーク)からなるネットワークへのCANプロトコルに規定されるメッセージIDを有する通信メッセージの送信を自身の判断によって行う
ことができる通信装置が接続されるネットワークの通信状態を同ネットワークに接続された監視装置を通じて監視するネットワーク監視方法であって、
前記ネットワークに流れている通信メッセージのメッセージIDに基づいて選択した通信メッセージを監視してその通信メッセージの受信間隔が該通信メッセージの送信間隔を含む範囲として規定される適正な受信間隔よりも短いときには前記監視する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断し、前記監視する通信メッセージの受信間隔が前記適正な受信間隔よりも長いときには前記監視する通信メッセージ以外の他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断するとともに、前記監視する通信メッセージとしてメッセージIDの異なる複数の通信メッセージを監視し、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元になった通信メッセージの優先度のうちの最も高い優先度と、他の通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する元とはならなかった通信メッセージの優先度のうちの最も低い優先度との間に含まれる優先度を有する通信メッセージの通信状態に異常が生じていると判断する
ことを特徴とするネットワーク監視方法。
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