JP6891671B2 - 攻撃検知装置および攻撃検知方法 - Google Patents
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Description
第1の実施形態の攻撃検知装置は、図1に示すECU0に実装され、ネットワーク100を攻撃する悪意あるメッセージ(攻撃メッセージ)を検出する。なお、この例では、検知対象IDが付与されたメッセージは、所定の周期で送信されるように設計されているものとする。また、ネットワーク100において以下の通信が行われるものとする。
(1)メッセージは、予定送信時刻に対して遅延して送信されることはあるが、欠落することはない。なお、遅延は、1周期を超えるケースもある。
(2)遅延が発生したときは、対応するメッセージが後で送信されるので、合計メッセージ数は回復する。
(3)予定送信時刻よりも前にメッセージが送信されることはない(ただし、予定送信時刻よりも僅かに早くメッセージが送信されることはある)。
t(i)=TS+(i+p)TC
iは、自然数である。例えば、最初のモニタ期間の終了時刻t(1)は、TS+1.5TCで表され、2番目のモニタ期間の終了時刻t(2)は、TS+2.5TCで表される。
第1の実施形態の攻撃検知方法においては、図8に示すS11の再設定処理が実行されるタイミングで攻撃メッセージが入力されると、再設定後に検知精度が低下するおそれがある。第2の実施形態では、この課題に対処するために、再設定を実行するための条件が追加されている。
t(4)=52+4.5×100=502
t(5)=52+5.5×100=602
この場合、カウント領域C5に対する目標受信時刻は、552m秒である。或いは、カウント領域C5に対する目標受信時刻は、カウント領域C5の終了時刻から「p×TC」を減算することで算出してもよい。
図10は、第3の実施形態の攻撃検知方法の一例を示すフローチャートである。第2の実施形態では、受信メッセージの到着時刻が目標受信時刻に対する許容範囲内であるか否かに基づいて再設定処理が制御される。これに対して、第3の実施形態では、直前に受信した2個のメッセージの受信時刻の差分に基づいて再設定処理が制御される。なお、第2の実施形態と同様に、第3の実施形態のS1においても、攻撃検知装置1は、送信周期TC、閾値r、タイミングパラメータpに加えて、許容範囲を表す情報も取得する。また、第3の実施形態の攻撃検知方法では、図8に示すS1〜S11に加えてS31〜S33が実行される。
上述したように、攻撃検知装置1は、検知対象IDの送信周期TCに基づいてモニタ期間を設定し、モニタ期間内に受信したメッセージの個数とその予測値とを比較することで攻撃メッセージを検知する。このとき、攻撃検知装置1は、1つのカウント領域において1個の正常メッセージを受信することを想定して攻撃検知を行う。
(1)受信部2がメッセージを受信すると、カウント部4は、カウント値nを1だけインクリメントする。
(2)予測値xは、送信周期TC毎に1ずつインクリメントされる。ただし、最初のカウント領域の長さは、1.5TCである。
(3)カウント値nが予測値xを超えたときは、検出部5は、ネットワーク100が攻撃されたと判定する。
(1)前回の再設定から現在までの間に、受信部2がr個以上のメッセージを受信した
(2)受信部2が直前に受信した2個のメッセージの受信時刻の差分が送信周期TCとほぼ同じである(許容範囲内)
(3)前回の再設定から現在までの間の少なくとも1つのカウント領域においてカウント値nおよび予測値xが互いに一致している
図13〜図14に示す実施例では、カウント値nと予測値xとが互いに異なっている状態がモニタされ、そのモニタ結果に応じて再設定処理が制御される。ここで、カウント値nと予測値xとが互いに異なっているときは、多くのケースにおいて、カウント値nと予測値xとの差分が一定であると考えられる。そこで、第5の実施形態では、攻撃検知装置1は、カウント値nと予測値xとの差分がゼロ以外の値で一定である状態をモニタし、そのモニタ結果に応じて再設定処理を制御する。
第4〜第5の実施形態では、カウント値nと予測値xとの差分に基づいて再設定処理が制御される。これに対して、第6の実施形態では、受信部2が直前に受信した2個のメッセージの受信時刻の差分を考慮して再設定処理が制御される。
第1の実施例では、図7に示すように攻撃検知装置1にメッセージが到着するものとする。
t(1)=RT(0)+(1+p)TC=52+1.5×100=202
t(2)=t(1)+TC=202+100=302
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは2であり、予測値xも2である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(3)=t(2)+TC=302+100=402
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは3であり、予測値xも3である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(4)=t(3)+TC=402+100=502
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは4であり、予測値xも4である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(5)=t(4)+TC=502+100=602
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは5であり、予測値xも5である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。ただし、カウント値nは5であり、閾値rと同じなので、S21が実行される。
t(5)=RT(5)+p×TC=548+50=598
t(6)=t(5)+TC=598+100=698
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは1であり、予測値xも1である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(7)=t(6)+TC=698+100=798
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは2であり、予測値xも2である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(8)=t(7)+TC=798+100=898
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは3であり、予測値xも3である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(9)=t(8)+TC=898+100=998
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは4であり、予測値xも4である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(10)=t(9)+TC=998+100=1098
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは5であり、予測値xも5である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。ただし、カウント値nは5であり、閾値rと同じなので、S21が実行される。
t(10)=RT(10)+p×TC=1050+50=1100
第2の実施例では、図17に示すように攻撃検知装置1にメッセージが到着するものとする。第2の実施例では、メッセージの送信遅延が発生したケースに相当する。
t(4)=t(3)+TC=402+100=502
t(5)=t(4)+TC=502+100=602
t(6)=t(5)+TC=602+100=702
t(6)=RT(5)+p×TC=670+50=720
t(7)=t(6)+TC=720+100=820
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは2であり、予測値xも2である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(8)=t(7)+TC=820+100=920
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは3であり、予測値xも3である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(9)=t(8)+TC=920+100=1020
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは4であり、予測値xも4である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
第3の実施例では、図18に示すように攻撃検知装置1にメッセージが到着するものとする。第3の実施例では、ネットワーク100に攻撃メッセージが入力され、且つ、メッセージの送信遅延が発生したケースに相当する。
t(2)=t(1)+TC=202+100=302
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは2であり、予測値xも2である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
t(3)=t(2)+TC=302+100=402
t(4)=t(3)+TC=402+100=502
t(5)=t(4)+TC=502+100=602
t(6)=t(5)+TC=602+100=702
t(7)=t(6)+TC=702+100=802
t(8)=t(7)+TC=802+100=902
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは8であり、予測値xも8である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。ただし、カウント値nは8であり、閾値rよりも大きいので、S21が実行される。
t(8)=RT(8)+p×TC=850+50=900
t(9)=t(8)+TC=900+100=1000
この後、S7〜S9の判定が行われる。このとき、カウント値nは1であり、予測値xも1である。すなわち、「n>x」ではない。よって、判定結果は「攻撃なし」である。なお、カウント値nは閾値rよりも小さいので、再設定は実行されない。
2 受信部
3 予測部
4 カウント部
5 検出部
6 再設定制御部
14 プロセッサ
100 ネットワーク
Claims (10)
- ネットワーク中の通信装置から周期的に送信されるメッセージを受信する受信部と、
所定のモニタ期間内に前記受信部が受信するメッセージの個数を前記メッセージの送信周期に基づいて予測する予測部と、
前記モニタ期間内に前記受信部が受信したメッセージの個数をカウントするカウント部と、
前記予測部により得られる予測値と前記カウント部により得られるカウント値との比較の結果に基づいて、前記ネットワークに対する攻撃を検出する検出部と、
前記カウント値が所定の閾値以上であるときに、前記カウント値および前記予測値を再設定する再設定制御部と、
を備える攻撃検知装置。 - 前記検出部は、前記予測値よりも前記カウント値が大きいときに、前記ネットワークが攻撃されたと判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - 前記カウント値が前記閾値以上であり、且つ、前記受信部がメッセージを受信した時刻が、目標受信時刻に対して設定される許容範囲内であるときに、前記再設定制御部は、前記カウント値および前記予測値を再設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - 前記カウント値が前記閾値以上であり、且つ、前記受信部により受信される連続する2個のメッセージの受信時刻の差分が、前記送信周期に対して設定される許容範囲内であるときに、前記再設定制御部は、前記カウント値および前記予測値を再設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - 前記再設定制御部は、前記カウント値および前記予測値を再設定する処理において、前記カウント値をゼロに更新し、前記予測値を前記予測値から前記カウント値を減算することで得られる値に更新する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - 前記受信部が所定数のメッセージを受信する期間に渡って前記予測値と前記カウント値との差分がゼロでないときに、前記再設定制御部は、前記カウント値および前記予測値を再設定する処理において、前記カウント値および前記予測値をそれぞれゼロに更新する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - 前記受信部が所定数のメッセージを受信する期間に渡って前記予測値と前記カウント値との差分がゼロ以外の値で一定であるときに、前記再設定制御部は、前記カウント値および前記予測値を再設定する処理において、前記カウント値および前記予測値をそれぞれゼロに更新する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - 前記受信部が所定数のメッセージを受信する期間に渡って、前記受信部により受信される連続する2個のメッセージの受信時刻の差分が、前記送信周期に対して設定される許容範囲内であるときに、前記再設定制御部は、前記カウント値および前記予測値を再設定する処理において、前記カウント値および前記予測値をそれぞれゼロに更新する
ことを特徴とする請求項1に記載の攻撃検知装置。 - ネットワーク中の通信装置から周期的に送信されるメッセージを、受信器を用いて受信し、
所定のモニタ期間内に前記受信器が受信するメッセージの個数を前記メッセージの送信周期に基づいて予測し、
前記モニタ期間内に前記受信器が受信したメッセージの個数をカウントし、
予測された値とカウントされた値との比較の結果に基づいて、前記ネットワークに対する攻撃を検出し、
前記カウントされた値が所定の閾値以上であるときに、前記カウントされた値および前記予測された値を再設定する
ことを特徴とする攻撃検知方法。 - ネットワーク中の通信装置から周期的に送信されるメッセージを、受信器を用いて受信し、
所定のモニタ期間内に前記受信器が受信するメッセージの個数を前記メッセージの送信周期に基づいて予測し、
前記モニタ期間内に前記受信器が受信したメッセージの個数をカウントし、
予測された値とカウントされた値との比較の結果に基づいて、前記ネットワークに対する攻撃を検出し、
前記カウントされた値が所定の閾値以上であるときに、前記カウントされた値および前記予測された値を再設定する
処理をプロセッサに実行させる攻撃検知プログラム。
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