487 浏览基于TLS的车载以太网诊断通信技术研究与应用
摘要：随着汽车新四化的兴起,汽车制造商不断新增车内电子产品来满足消费者日益多元化的要求,汽车电子系统也随之变得越来越复杂,如辅助驾驶系统,车载娱乐系统以及车联网系统等新兴科技逐渐广泛应用于汽车上。传统总线型网络通信方式由于其带宽的局限性,无法满足现阶段汽车电子系统的功能要求。以互联网为基础的车载以太网技术不仅可以提供汽车电子需要的高带宽,而且具备高性能的潜力,因而成为取代传统车载网络通信技术的首选。然而,车载以太网技术不只会带来便利,随之而来的还有以太网现有的安全漏洞。与传统总线车载网络相比,攻击者会更加熟悉以太网的安全问题,因此,在将车载以太网应用到汽车上时,需要对车载网络攻击加强防范以保证其安全性和可靠性。目前国内外还没有成熟开源的车载以太网通信技术的实现方案,现阶段汽车的功能又急需良好的车载网络通信支持。本文以车载以太网技术在诊断方面的应用为例,分析其可能引入的安全问题,设计并实现一套既能大幅度提高传输效率又能保证网络安全的通信技术方案。其中,以太网诊断应用层使用的是UDS（Unified Diagnostic Services,统一诊断服务）,规范定义在ISO 14229系列文档中,统一诊断服务支持以太网传输,传输协议Do IP（Diagnostic communication over Internet Protocol）的实现规范由ISO 13400-2提供。本文研究并实现的Do IP诊断通信技术为以太网诊断提供了高效的传输通路,为了在提高网络诊断通信效率的同时保证其安全性,针对车载以太网可能引入的网络安全问题,本文通过TLS（Transport Layer Security）协议来加强防范。
关键词：车载以太网;TLS;以太网诊断;DoIP;
文章目录
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本文主要内容及创新点
1.4 论文的组织结构
第2章 相关技术研究
2.1 车载诊断技术
2.2 UDS协议
2.2.1 14229规范介绍
2.2.2 UDS协议分析
2.2.3 UDS通信机制
2.3 DOIP协议
2.3.1 13400规范简介
2.3.2 DoIP协议分析
2.3.3 DoIP通信机制
2.4 TLS协议
2.4.1 TLS协议概述
2.4.2 TLS握手协议
2.4.3 TLS记录协议
2.5 本章小结
第3章 DOIP诊断系统设计
3.1 应用场景
3.2 整体框架设计
3.2.1 软件框架
3.2.2 硬件框架
3.3 核心模块设计
3.3.1 DoIP连接管理
3.3.2 DoIP报文头校验
3.3.3 DoIP通信机制设计
3.4 安全机制设计
3.4.1 应用服务安全
3.4.2 通信协议安全
3.5 设计性能分析
3.5.1 通信效率分析
3.5.2 安全风险分析
3.6 本章小结
第4章 基于TLS的 DOIP诊断系统实现
4.1 应用层接口
4.2 DOIP连接管理
4.3 DOIP消息处理
4.3.1 DoIP报文头处理
4.3.2 DoIP消息解析
4.3.3 DoIP消息封装
4.4 DOIP通信模块实现
4.5 TLS模块实现
4.6 本章小结
第5章 实验测试与结果分析
5.1 实验环境
5.1.1 测试规范
5.1.2 实验环境
5.1.3 测试工具
5.2 实验结果及分析
5.2.1 一致性测试
5.2.2 性能测试
5.2.3 安全测试
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
[1]面向车载以太网的安全通信技术的研究与实现[D]. 张玲慧.电子科技大学 2021
[2]车载以太网诊断系统设计及鲁棒性研究[D]. 陈典.武汉科技大学 2020
[3]基于DoIP的汽车网络系统研究[D]. 陈博.湖南大学 2020
[4]基于CAN和以太网通信的汽车诊断刷写系统设计[D]. 崔杰.吉林大学 2019
[5]基于DoIP的车辆刷写配置系统研究[D]. 李宝田.河北工业大学 2019
[6]以太网AVB在车载娱乐系统上应用的研究[D]. 杨慧凯.哈尔滨工业大学 2018
[7]下一代汽车车载网络中以太网技术的性能研究[D]. 白洋.湖南大学 2016
