MUNIK 解读 ISO21434 专题分享(3):网络安全整车测试摘要

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网络安全整车测试是指在整车层面进行的综合性网络安全测试,旨在确保整个车辆的网络系统在面对潜在的网络安全威胁时能够有效防护。不同于单一组件或ECU 的安全测试,整车测试不仅关注单个电子控制单元的安全性,还强调所有互联系统的集成安全,确保车辆的各项功能能够在实际应用中保持安全,避免可能的网络攻击或安全事件。本文将从五个方面探讨网络安全整车测试,具体包括:网络系统集成测试、通信网络测试、物理安全测试、安全功能验证和攻击模拟及渗透测试。

 

 

 

 

一、网络系统集成测试

 

1. 主要内

 

网络系统集成测试的核心目标是确保车辆内各个电子控制单元(ECU)间的通信和协作能够有效抵御网络攻击。测试不仅要检查各个ECU 之间的通信链路(如CAN 总线、以太网、Wi-Fi、蓝牙等)是否防止数据泄露或篡改,还需验证不同系统组件的协作安全性,确保它们在集成后的系统中能够相互交互并抵御攻击。同时,防御能力的验证也是关键,必须确认网络安全控制措施(如加密、认证、授权等)在集成后的系统中能够应对潜在的安全威胁。

 

2. 目

 

网络系统集成测试的主要目标是验证在复杂的系统集成中,各个网络组件是否能有效地协同防御安全风险。此外,测试还要确保集成后的网络架构、通信协议和加密方式等能够应对多种网络安全威胁。

 

3. 集成测试实

 

以汽车自动驾驶系统为例,现代汽车的自动驾驶系统涉及多个高精度传感器、控制单元和复杂的通信协议,这些系统需要通过高速网络进行协作。在此背景下,集成测试的目标是确保车载网络(CAN 总线、以太网、Wi-Fi 等)在多个ECU之间的通信是安全的,确保自动驾驶系统中的各个组件(如传感器、决策控制模块、执行机构等)能够安全地交换数据。

 

测试步骤包括:

 

      • 网络架构测试:评估整车的通信网络架构及各个ECU 之间的连接和通信协议,重点测试车辆的安全通信层是否符合网络安全标准。
      • 数据传输安全性测试:通过网络嗅探工具模拟攻击,测试数据传输的加密和完整性保护。
      • 身份验证和访问控制测试:模拟未经授权的用户或设备,尝试突破网络安全防护措施。
      • 入侵检测系统(IDS)验证:模拟网络攻击,测试IDS的响应能力和检测精度。
      • 故障恢复和容错性测试:评估系统在遭受攻击后的故障恢复能力,确保核心功能仍能可靠运行。

 

二、通信网络测

 

1. 主要目

 

通信网络测试的主要目标是确保车辆内所有网络协议和通信路径在传输过程中具备适当的安全防护,能够有效防止通信中断或篡改。通过模拟攻击,测试是否能够有效保护数据的隐私和完整性,并检测潜在的网络漏洞。

 

​​​​​​​2.

 

以汽车CAN 总线为例,CAN 总线是汽车中常用的通信协议,负责车辆内部各个ECU 之间的信号传输。由于CAN 总线的开放性和相对简单的安全机制,它易成为网络攻击的目标。在通信网络测试中,重点是确保CAN 总线能够防止未经授权的访问和数据篡改,并能够抵御各种攻击手段,如拒绝服务(DoS)攻击、消息重放攻击等。

 

测试步骤包括:

 

      • 通信加密与认证测试:通过网络嗅探工具检查CAN总线是否使用强加密算法保护数据传输。
      • 拒绝服务(DoS攻击测试:模拟通过向网络发送大量垃圾数据来堵塞通信通道,测试 CAN 总线的稳定性。
      • 消息篡改与重放攻击测试:通过截获CAN总线上的消息并篡改或重放,测试总线能否有效防止此类攻击。
      • 中间人攻击MITM防护测试:通过插入恶意设备,测试CAN总线是否能防止中间人攻击。
      • 无线通信安全测试:评估Wi-Fi、蓝牙等无线接口的安全性,防止远程攻击。

 

三、物理安全测

 

​​​​​​​1. 主要目

 

物理安全测试的目标是确保车辆的物理接口(OBD-II 端口、USB接口、无线通信端口等)不容易成为攻击的入口,确保硬件设备不会被轻易破解或滥用。特别是对于物理接口的防护,确保未经授权的人员不能通过这些端口访问车辆的控制系统。

 

​​​​​​​2. 测试实

 

OBD-II 端口为例,OBD-II 是车辆常用的接口,通常用于车辆维修和故障诊断,但如果被未经授权的人员访问,可能对车辆的控制系统进行攻击。因此,物理安全测试需要确保OBD-II 端口无法被轻易破解。

 

测试步骤包括:

 

      • 端口物理访问控制测试:评估OBD-II端口的物理安全性,确保该端口只能由授权人员访问。
      • 数据加密和身份验证测试:验证OBD-II端口上的数据传输是否经过加密和身份验证,防止恶意设备接入。
      • 物理接口的防护设计验证:检查其他车载物理接口(USB端口、无线通信接口等)是否具备足够的安全防护。
      • 硬件防篡改机制测试:检查车辆硬件是否具备防篡改设计,防止物理攻击者访问和篡改车辆的核心系统。

 

四、安全功能验

 

​​​​​​​1. 主要目

 

安全功能验证的目标是确保车辆中集成的网络安全功能(如加密、身份验证、访问控制等)按设计要求有效工作,能够有效防止数据泄露、篡改、非法访问等。同时,测试要确保这些安全功能在各种使用场景下能够正常运行,不影响系统的性能和可靠性。

 

​​​​​​​2. 功能验证实

 

以汽车加密功能为例,通信网络中的数据加密是防止数据泄露和篡改的关键。加密功能可以保证车辆内部和外部通信过程中的数据机密性,防止黑客通过窃听获取敏感信息。

 

测试步骤包括:

 

      • 加密功能有效性验证:通过数据嗅探工具捕获通信数据,检查加密功能的有效性。
      • 加密算法和密钥管理验证:验证加密算法是否符合标准,并确保密钥的生成、存储和更新机制安全可靠。
      • 中间人攻击MITM防护验证:模拟MITM攻击,测试加密后的数据是否能够有效防护。
      • 身份验证功能验证:验证身份验证机制是否能够有效防止未经授权的设备接入网
      • 访问控制功能验证:模拟不同级别的用户访问系统的不同部分,验证访问控制策略的有效性。

 

五、攻击模拟与渗透测试

 

攻击模拟和渗透测试通过模拟现实中的各种网络攻击场景,验证整车网络安全防护系统的抗攻击能力。测试人员使用渗透测试技术模拟黑客攻击,评估整车系统在不同攻击情景下的反应和防护效果,确保其能够应对潜在的安全威胁。

 

 

网络安全整车测试是确保车辆在面对日益复杂的网络安全威胁时能够安全运行的重要环节。从网络系统集成测试到通信网络测试,再到物理安全测试、安全功能验证以及攻击模拟与渗透测试,每一项测试都扮演着至关重要的角色。通过全面的测试与验证,能够确保整车系统在各个层面都具备足够的防护能力,有效防止潜在的网络安全威胁,确保车辆的安全性、可靠性和用户体验。

 

 

 

关于 MUNIK

 

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