车载网络安全：轻量级认证与授权

随着车辆间互联日益增多，车内网络的攻击面急剧扩大。尽管这些网络对外部攻击有所屏蔽，但通常缺乏任何内部安全机制来防范恶意组件或突破网络边界的对手。为保障车内网络安全，所有通信组件必须经过认证，且仅允许已授权组件发送和接收消息。这通过一个认证框架实现。密码学被广泛用于认证通信方并提供安全通信信道（例如互联网通信）。然而，车内网络的实时性能要求限制了可使用的密码算法和协议类型。特别是，非对称密码学在车辆运行期间计算上不可行。本文中，我们应对为汽车系统设计认证协议的挑战。我们提出轻量级车载安全网络认证（LASAN），一种全生命周期认证方法。我们描述了核心 LASAN 协议，并展示它们如何在保护车内网络的同时，满足该领域的实时约束和低计算资源要求。与以往工作不同，我们还解释了该框架如何集成到汽车生命周期的各个方面，包括制造、车辆维护和软件更新。我们以两种方式评估 LASAN：首先，我们使用基于形式化方法的成熟协议验证技术分析协议的安全属性。其次，我们评估 LASAN 的时序要求，并使用我们为此评估开发的新型高度模块化离散事件车内网络仿真器，将其与其他框架进行比较。