伪装之形：控制器局域网络中基于时钟偏移的入侵检测系统的形式化分析
密码学与安全
2019-01-25 v2
摘要
本文提出一种称为伪装攻击的新型伪装攻击，并对汽车控制器局域网络（CAN）中检测伪装攻击的基于时钟偏移的入侵检测系统（IDS）提供形式化分析。在伪装攻击中， adversary 通过添加延迟来操纵伪造消息的发送间隔时间，以模拟期望的时钟偏移并规避检测。为预测和刻画伪装攻击在给定 CAN 总线和 IDS 上以攻击成功概率衡量的影响，我们利用攻击者、检测器和硬件平台的参数，为两种基于时钟偏移的 IDS（即最先进（SOTA）的 IDS 及其对广泛使用的网络时间协议（NTP）的适配）建立形式化模型。据我们所知，这是首篇对汽车 CAN 中基于时钟偏移的 IDS 提供形式化分析的论文。我们在两个硬件测试平台上实现伪装攻击：一个原型和一个真实车辆（华盛顿大学（UW）EcoCAR），并展示其针对 SOTA 与基于 NTP 的 IDS 的有效性。我们通过针对不同消息、IDS 设置和车辆的大量实验验证了形式化分析。通过将每条预测的攻击成功概率曲线与实验曲线比较，我们发现 SOTA IDS 的平均预测误差在 3.0% 以内，基于 NTP 的 IDS 在 5.7% 以内。
引用
@article{arxiv.1807.09432,
title = {Shape of the Cloak: Formal Analysis of Clock Skew-Based Intrusion Detection System in Controller Area Networks},
author = {Xuhang Ying and Sang Uk Sagong and Andrew Clark and Linda Bushnell and Radha Poovendran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.09432},
year = {2019}
}
备注
Part of this work was presented at ACM/IEEE ICCPS 2018; to be published in IEEE Transactions on Information Forensics & Security