FAV-NSS：用于加速汽车网络安全策略验证的基于 FPGA 的 HIL 框架

复杂的电子控制单元（ECU）架构、软件模型和车载网络不断提高现代车辆的安全性和舒适性功能。然而，扩展的功能和增加的连接性引入了新的安全风险和漏洞，可能在遗留的汽车网络（如控制器区域网络，CAN）上被利用。随着车辆系统和攻击向量的日益复杂，迫切需要一种灵活的硬件在环（HIL）测试装置，能够在接近真实世界条件下实时注入攻击并验证对策的性能。本文提出了一种针对验证汽车 CAN 总线上网络安全方法（IDS、IPS）及其智能集成策略的 FPGA 基 HIL 框架。FAV-NSS 在 FPGA 上复制实际的车辆系统环境，包括功能 ECU 和网络基础设施，允许对 IDS/IPS 算法、加速器设计和集成方案（ECU 上的软件任务、专用加速器）进行功能验证。为展示 FAV-NSS 的有效性，我们评估了 IDS 加速器集成问题，一种是传统的耦合加速器（与 ECU 耦合），另一种是靠近 CAN 控制器的集成（模拟扩展 CAN 控制器）。我们表明，后者策略可由我们的框架完全验证，而这 otherwise 需要将专用 CAN 模块集成到具有对内部信号进行信令特性分析能力的标准 HIL 测试 fixture 中。测试结果表明，与传统耦合加速器相比，后者策略可实现约 6.3 倍的时延降低。本案例研究表明了 FAV-NSS 在加速当前和未来车辆系统中智能 ECU 和通信控制器的优化、集成和验证方面的潜力。