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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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图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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图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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图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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图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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图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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图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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图7 Event Frame帧格式
3. 时间戳(可选，由配置决定)
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图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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图9 上下文字段格式
1. 签名(可选，由配置决定)
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图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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图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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图11 端云协同IDS部署样例
标准文档索引
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