[发明专利]用于在信号指纹系统中对网络模型进行分析和适配的方法

说明书

用于在信号指纹系统中对网络模型进行分析和适配的方法。本发明涉及一种用于使网络模型（200）适配的方法，所述方法包括：在分析单元（62）中，接收（110）在网络（1）上发送的信号的至少一个信号参数的信号参数值；基于所述至少一个信号参数来创建（120）所述网络（1）的电子架构的经适配的模型；将所述经适配的模型与针对所述网络被存储在所述分析单元中的模型（200）进行比较（130）；基于所述比较来判断所述模型是否必须被更新；并且如果所述模型必须被更新，则将经适配的模型发送（150）给在所述网络（1）中的模型单元。

技术领域

本发明涉及一种用于使网络模型适配的方法以及用于执行该方法的一种计算单元和一种计算机程序。

背景技术

为了在网络中传输消息和信号时实现一定的安全性，值得期望的是：可以分别明确地对发送方进行认证并且可以防止在传输路径上所传送的信号未经授权地被改变。

为此，通常在网络技术的领域公知不同的措施，例如使用签名或MAC（消息验证码（Message Authentication Code））。

然而，并不是其中的所有措施都能在任何网络中合理地被使用。例如，有些系统受到关于信号或消息大小方面的限制，或者比如只实时存在有限的资源来用于处理。

对此的示例是车辆中的总线系统。车辆总线的常用标准是CAN（Controller AreaNetwork（控制器域网络））总线，该CAN总线被设置为能够在没有主机计算机的情况下实现在系统中的微控制器与设备之间的快速通信。CAN总线协议是在串行总线线路上的基于消息的协议，该协议最初为了专门在车辆中减少连接而设计，但是也被用在很多其它领域中。

恰好在车辆中，随着联网和自主车辆领域的进步，安全通信起到越来越重要的作用。已能够表明：车辆控制尤其是在系统与外部连接的情况下可被攻击，例如通过移动通信接口被攻击。由于在总线上缺乏认证措施，附加的或者被伪造的消息能够比较轻易地从外部未被识别出地混进来。因为通过这些控制以及总线系统尤其是也对像制动功能那样的安全关键的功能进行控制，所以从外部的可攻击性特别成问题。

一种用于攻击识别的简单可能性在于，检查在车辆总线上的消息的内容和规律性，因为很多消息在这种环境中恒定或者能轻易被预测并且常常周期性地被发送。在这种情况下仍然存在这种系统不能识别出或不能防止的弱点：因为在CAN总线系统中的消息不包含关于发送方的信息，所以不能保证消息是否真是来自所容许的单元；而且如果有错误的或被识别为攻击的消息经由网络中的发送单元之一混进来，则几乎不可能标识出被损害的单元。

因而，在DE 10 2017 208 547 A1中提出了：为了进行保护，使用网络或各个网络组成部分的一种物理决定的“指纹”。在此，使用网络中的网络节点或这些网络节点的所发送的信号的明确特性，以便标识发送方，使得混进来的消息可以依据这些信号特性被识别出。一旦以高概率识别出：已知组件中的任何一个组件都没有被考虑为消息的发送方并且必然推测有攻击，就可以采取相对应的应对措施，比如输出或发送报警信号、在总线上发送故障报告或者阻止相关的消息。

为了该目的，例如可以使用时钟偏移，该时钟偏移由于制造公差和统计变化而出现在发送器的时钟发生器的时钟频率中。因而，在总线系统中的每个发送方都具有特定的时钟偏移、即相对于参考频率不变的频率偏差。

同样，也能使用其它信号参数作为指纹参数。属于所述指纹参数的例如有信号的稳定性、尤其是在上升信号沿和下降信号沿的区域内的稳定性，或者信号沿的陡度。在那里，也找到小的、特定于发送方并且可再现的偏差，这些偏差使标识成为可能。

这些指纹参数可以起初通过适当的测试消息来检测和规定或通过适当的机器学习方法来学习，使得在系统中知道哪个参数值属于哪个发送方。接着，可以在统计基础上对所测量到的总线信号进行分类，使得在概率超过一定的阈值时分配到适合的发送方。