[发明专利]一种CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法

权利要求书

1.一种CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，所述提取方法包括以下步骤：

步骤1，数据采集：在CAN总线上采集信号并存储，得到CAN信号序列Y(n)和原始波形y(n)；

步骤2，定位帧的起始位置：对CAN信号序列Y(n)进行能量检测，定位帧起始位置；

步骤3，时钟同步：从步骤2中所定位到的帧起始位置开始，建立一个窗序列，使用所述窗序列对所述帧的每一个符号进行同步，形成同步信号；

步骤4，重采样：对所述原始波形y(n)进行整形和能量归一化处理，接着使用所述同步信号对所述原始波形y(n)进行重采样，根据判决门限对重采样结果进行电平重建，得到理想波形x(n)；

步骤5，解析CAN数据：根据CAN帧协议格式，对重建得到的CAN理想波形进行解析，同时校验其是否是一个完整的帧；

步骤6，根据解析结果分别对原始波形y(n)和理想波形x(n)的数据域进行截取；

步骤7，提取特征波形：分别对原始波形y(n)进行上升信号部分和下降信号部分提取得到BTT_y和TTB_y，拼接构成特征波形O(n)；分别对理想波形x(n)进行上升信号部分和下降信号部分提取得到BTT_x和TTB_x，拼接构成参考波形R(n)；

步骤8，特征提取：对特征波形O(n)和参考波形R(n)分别进行自相关运算，然后再计算差值得到波形W，对波形W进行数值压缩和平滑处理即可得到CAN设备信号的物理指纹特征。

2.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，所述步骤1中，在CAN总线上网关位置对总线上的信号进行采集，采集的信号是CAN总线上高位数据线CAN_H和低位数据线CAN_L两路信号之间的差分信号，将采集的差分信号进行存储，得到CAN信号的原始波形y(n)和信号序列Y(n)。

3.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，步骤1中，采集得到的信号是一段固定内容的数据或者是随机内容的数据。

4.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，步骤2中，所述能量检测包括使用门限电平对帧的起始位置进行判定，所述门限电平为帧高低电平之差的1/2。

5.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，步骤3中，所述窗序列的长度为一个符号所使用的采样点个数N，N为信号采集设备采样率与CAN设备数据发送速率的比值，其中CAN设备波特率B和信号采集设备的采样率F已知，根据所述采样点个数N和帧的起始位置对每一个符号在信号序列Y(n)中的位置进行定位。

6.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，所述步骤4中，所述判决门限电平取自每一个符号的中间位置，即N/2位置处的电平判决结果作为当前符号的电平。

7.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，所述数据域取自每一个数据帧中从DLC段之后的第一个符号，到CRC段之前的第一个符号之间的波形序列。

8.根据权利要求1所述的CAN设备信号中的物理指纹信息提取方法，其特征在于，步骤7中，通过对上升沿和下降沿的检测，对原始波形y(n)提取下降信号部分构成TTB_y序列，对原始波形y(n)提取上升信号部分构成BTT_y序列，将TTB_y序列和BTT_y序列拼接构成特征波形O(n)；对理想波形x(n)提取下降信号部分构成TTB_x序列，对理想波形x(n)提取上升信号部分构成BTT_x序列，将TTB_x序列和BTT_x序列拼接构成参考波形R(n)。