網(wǎng)絡攻擊傾向于向系統(tǒng)發(fā)送虛假數(shù)據(jù)，并可能導致其以不良方式執(zhí)行，從而造成災難性后果。因此，有必要開發(fā)一些系統(tǒng)或算法來檢測和預防嵌入式設備中的此類網(wǎng)絡威脅。

西南研究所（SwRI）創(chuàng)建了一個入侵檢測和防御系統(tǒng)（IDS），以保護軍用地面車輛免受嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡威脅。該設備最初是為軍用車輛設計的，也可用于檢查乘用車和商用車的異常情況。

SwRI的IDS技術是與美國陸軍地面車輛系統(tǒng)中心（GVSC）地面系統(tǒng)網(wǎng)絡工程（GSCE）合作開發(fā)的，采用數(shù)字指紋和算法來檢測汽車系統(tǒng)和組件之間通信的不規(guī)則性。軍用、乘用車和商用車輛使用標準控制器局域網(wǎng) （CAN） 總線協(xié)議來促進節(jié)點或電子控制單元 （ECU） 之間的通信。

例如，CAN協(xié)議通知儀表板顯示關鍵信息，如低油壓或前照燈的狀態(tài)。它還中繼變速器和其他重要汽車技術的操作通信。現(xiàn)在，在發(fā)生網(wǎng)絡攻擊的情況下，可以通過CAN協(xié)議發(fā)送錯誤信息以改變車輛的操作。這可能會導致災難性的影響。雖然CAN是一種標準的汽車協(xié)議，為信息通信提供了可靠而靈活的平臺，但它并不能提供針對網(wǎng)絡威脅的安全性。

SwRI開發(fā)的新算法對通過CAN總線協(xié)議傳輸?shù)墓?jié)點上的消息進行數(shù)字指紋識別。SwRI的入侵檢測系統(tǒng)使用數(shù)字指紋來檢測未知/無效節(jié)點或計算機何時連接到車輛網(wǎng)絡。為了構(gòu)建這些數(shù)字指紋，這些算法利用CAN收發(fā)器的消息傳輸來跟蹤低級物理層屬性，例如最低和最大電壓，以及每個CAN幀的電壓轉(zhuǎn)換速率。

該系統(tǒng)使用基線數(shù)據(jù)進行訓練，用于為每個節(jié)點構(gòu)建指紋，了解特征并有效識別異常。入侵系統(tǒng)使用數(shù)字指紋來可靠地識別未經(jīng)授權的節(jié)點傳輸?shù)耐ㄐ?，或者當真正的?jié)點發(fā)送錯誤消息時，表明“偽裝攻擊”。這些算法能夠立即標記提供給系統(tǒng)的虛假數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)不僅可以檢測威脅，還可以防御威脅。

用于檢測和防御嵌入式設備中網(wǎng)絡威脅的算法

SwRI開發(fā)的算法進一步增強了現(xiàn)有CAN總線協(xié)議的功能，使它們能夠進行入侵檢測并防御嵌入式設備中的網(wǎng)絡攻擊。該算法在每個節(jié)點上為每個節(jié)點的消息開發(fā)唯一的數(shù)字指紋，然后通過CAN總線協(xié)議傳輸它們。這些指紋可以立即檢測系統(tǒng)中的任何錯誤或潛在危險的數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)不僅可以檢測潛在的網(wǎng)絡威脅，還可以防御它們。因此，SwRI開發(fā)的算法為現(xiàn)有的CAN總線協(xié)議提供了高效安全性的額外優(yōu)勢，并保護了嵌入式設備。雖然該設備最初是為軍用車輛設計的，但現(xiàn)在也可用于檢查乘用車和商用車的異常情況?！霸撓到y(tǒng)旨在將網(wǎng)絡彈性構(gòu)建到CAN協(xié)議中，因為我們轉(zhuǎn)向更互聯(lián)和自動化的車輛網(wǎng)絡”。

審核編輯：郭婷