利用命名数据网络保障汽车架构安全
网络与互联网体系结构
2022-06-17 v1
摘要
随着车载通信日益复杂，汽车界正探索集中式与区域式等多种架构选项以获其诸多益处。区域式架构通过将相关操作与 ECU 物理上置于预期功能附近，并通过功能整合减少物理 ECU 数量，从而降低布线成本。集中式架构将 ECU 数量整合为少数高性能计算单元。这些架构的共同特征包括需要高带宽通信与安全，而这在标准汽车架构中难以实现。此外，随着汽车通信技术演进，CAN 与汽车以太网等多种链路层技术很可能共存。这些替代架构有望整合这些异构技术集合。然而，允许此类共存的架构尚未得到充分探索。本工作中，我们探索一种称为命名数据网络（Named Data Networking, NDN）的新网络架构，以实现多重目标：提供基础安全基础设施，并将 CAN、LIN 与汽车以太网等不同链路层协议桥接为统一通信系统。我们利用 CAN HATS 与 Raspberry PI 搭建了概念验证台式测试床，通过 CAN 与以太网重放真实流量，以展示 NDN 如何在不同汽车链路层间提供安全高速桥接。我们也展示了 NDN 如何支持集中式或区域式高算力计算组件间的通信。安全通过对这些组件间所有数据（Data）包进行数字签名实现，防止未授权 ECU 向网络注入任意数据。我们还演示了 NDN 防止经由 NDN 连接的不同网段间 DoS 与重放攻击的能力。
引用
@article{arxiv.2206.08278,
title = {Securing Automotive Architectures with Named Data Networking},
author = {Zachariah Threet and Christos Papadopoulos and William Lambert and Proyash Podder and Spiros Thanasoulas and Alex Afanasyev and Sheikh Ghafoor and Susmit Shannigrahi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.08278},
year = {2022}
}