AutoSAR IDS标准介绍

来源: 汽车信息安全
2021-04-27
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青骥信息安全原创技术系列专题

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   上期对智能车IDS的检测技术进行了全面的介绍,本期我们介绍一下AutoSAR IDS标准。AutoSAR RS20-11版本给出了IDS的实现架构,包括几个核心的组件(IdsM,IdsR,SEM)的需求和规格定义,也包括IdsM和IdsR之间的通信协议的详细定义。


1. AutoSAR IDS架构介绍
先看一下IDS架构以及关键的组件元素(图1)
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1. Architecture of a distributed onboard IDS

根据AUTOSAR标准的车载IDS包含以下元素:
  • 安全传感器(Security Sensors)
  • 入侵检测系统管理器(Intrusion Detection System Manager,IdsM)
  • 安全事件存储器(Security Event Memory,Sem)
  • 入侵检测系统报告器(Intrusion Detection System Reporter,IdsR)

1. 安全传感器和安全事件(Security Sensors and Security Events)
安全传感器概念可以简单的定义为任何产生安全事件的组件(这是作者的定义,非官方定义,为便于理解)
AutoSAR当前版本把安全事件的检测任务交给了Security Sensor,而不是IdsM或者IdsR组件。后两者的主要职责只是安全事件的搬运工。
AUTOSAR标准里说BSW模块,CDD和SWC都可以充当安全传感器。安全传感器将安全事件(SEv)报告给IdsM。AUTOSAR标准化了可以由AUTOSAR BSW报告的安全事件类型的子集。每个BSW的规格里列出了自己产生的安全事件类型,这些事件由相应模块报告,
业务组件也可以报告在AUTOSAR中未标准化的自定义安全事件类型。可以使用安全性摘要(SecXT)指定由特定ECU报告的安全性事件类型的属性。
2. 入侵检测系统管理器(IdsM)
IdsM的核心职责主要有三个:
1) IdsM最重要的功能就是将本ECU内各Sensor产生的安全事件(后都记为SEv)发送给车内集中的IdsR组件,IdsR组件再将车内的SEv发送到云端。
2) IdsM可以使用一组经过配置的过滤器对安全事件进行检测和过滤。这组过滤器称为“过滤器链”。如果SEv通过其筛选器链,则将其视为合格安全事件(QSEv)。
3) 根据配置,IdsM可以将QSEv传递到安全事件存储器(Sem),以将其保留在本地ECU上,可供离线分析。
3. 入侵检测系统报告器(IdsR)
入侵检测系统报告器(IdsR)从不同ECU的IdsM实例接收安全事件。IdsR通常应进一步丰富接收到的数据,例如具有地理位置。根据OEM的需求,可以将数据传播到SOC,以在SIEM解决方案中进行进一步分析。AUTOSAR没有提供IdsR的规范。
IdsM实例规范和IdsR之间的通信协议在IdsM协议规范[6]中指定:
本版本AutoSAR 并没有对IdsR作详细定义,相信未来版本会增加



 2. AUTOSAR IDS 基本用例
下面表格(表1)是本版本AutoSAR IDS所支持的用例(应用场景)
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表1:AutoSAR IDS基础用例解读
综上可见,本版本AutoSAR IDS仅定义了IDS的最基本的应用场景和核心的架构,主要目的应该是标准化车内安全事件,以及事件的发送机制(先把物流建起来),以便云端能理解并处理各种车型上送的安全事件。



3. AutoSARS IdsM组件介绍

1. IdsM组件架构概览
图2显示了IDS的抽象功能架构,IdsM组件关键功能包括:
1. 对本地ECU其他Sensor发送的安全事件进行缓存
2. 对安全事件按照配置的条件进行过滤
3. 对安全事件进行本地持久化保存
4. 讲安全事件发送给IdsR组件
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2:IdsM组件的抽象架构
2. IdsM部署位置
         下图(图3)标识了IdsM组件部署在AutoSAR CP BSW安全栈中

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3: IdsM部署位置
3. IdsM组件上下文
图4显示了IdsM组件的上下文信息。

  1. 周边的Sensor组件发送相关安全事件给IdsM,包括StbM,Dcm,SocOC,Canif,EthIf,keyM等组件
  2. IdsM组件调用Sem接口进行安全事件存储和访问
  3. IdsM通过PduR组件发送安全事件到IdsR
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4:IdsM与其他模块的交互


4. AutoSAR 安全事件格式定义
安全事件的定义主要包括:事件名,事件描述,事件ID
样例(图5):
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5 IdsM定义的安全事件
所有安全事件定义集中在AUTOSAR_MOD_GeneralDefinition_SecurityEvents.arxml文件中


5. AutoSAR IDS 通信协议介绍
1. IDS协议概述
在图6中,你可以找到IDS协议所有元素的概述:
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6 入侵检测系统协议概述
IDS协议独立于所使用的硬件和基础通信接口(例如CAN,以太网,FlexRay)。它经过优化,以符合标准CAN总线通信的要求,并提供有关安全事件的最少必需信息。以太网通信也适用。
2. IDS 事件帧(必填)
图7显示了IDS事件帧格式(8字节)
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7 Event Frame帧格式
3. 时间戳(可选,由配置决定)
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8 时间戳格式
4. 上下文(事件详细信息,可选,由配置决定)
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9 上下文字段格式
1. 签名(可选,由配置决定)
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10签名字段格式
使用以下公式计算安全事件签名的加密值:事件框架+可选时间戳+可选上下文数据。
      使用哪种加密算法取决于系统。IDS协议没有规定任何特定的算法或格式


6. 总结
1. 预防和发现

  • 基于主机和网络的IDS传感器
  • 在现有BSW模块/功能集、操作系统和应用程序中实现
  • 在IDS管理器(IdsM)中对IDS事件进行ECU本地合并
  • IdsM作为新的BSW模块/自适应应用程序来实现

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11 车载IDS部署样例
2. 报告

  • 不同的报告策略
  • 只有一处实现与SOC /后端的连接
  • IDS报告器(IdsR)中IDS事件在车辆上的本地合并

-->IdsR作为新的自适应应用程序来实现
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11 端云协同IDS部署样例
标准文档索引
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