[发明专利]一种车辆控制中攻击通道的识别与隔离系统和方法

说明书

本发明公开了一种车辆控制中攻击通道的识别与隔离系统和方法。车辆在远程控制的时候可能受到攻击的影响而导致事故的发生。本发明使用了自适应方法和切换控制策略协同来降低攻击的影响。首先，对于受到攻击的车辆系统，使用自适应方法适应注入的攻击；其次，当自适应完成后，使用识别算法识别受到攻击的通道；最后，将受到攻击的通道切除，切换控制算法。本发明可以在车辆受到攻击时及时做出自适应调整，且可以在自适应完成后及时切断攻击注入的通道，防止攻击者注入更加剧烈的攻击。

技术领域

本发明涉及车辆安全控制领域的一种车辆控制中攻击识别系统和方法，尤其是涉及一种车辆控制中攻击通道的识别与隔离方法。

背景技术

网联电动汽车是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能的新一代汽车。然而随着车联网等技术提高了汽车的智能便捷的同时也带来了严峻的安全问题，由于车载传感器、控制器及执行器的增加，且在网络层面仍然存在通信协议安全性不足、加密操作覆盖不全面等问题，远程攻击、恶意控制、窃取用户隐私数据等安全隐患会对车、路和环境甚至人的的生命财产安全及国家安全造成危害。

对于车辆的安全控制而言，应对常见这些攻击的方法大致可以分为两类:基于切换的方法和基于自适应的方法。基于切换的方法旨在切断被攻击的通道或删除估计器接收到的所有被攻击数据，从而消除攻击的影响。但在攻击被正确检测到之前，它们无法产生效果。另一方面，基于自适应的方法旨在降低而不是消除攻击的影响。但是，当攻击模式频繁变化时，仍然会对系统造成较大的影响。因为在这种情况下，控制器需要不断重新估计攻击。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种车辆控制中攻击通道的识别与隔离系统和方法。本发明将基于开关和基于自适应的攻击容忍控制策略结合起来，提出了一种基于自适应反步法的攻击通道识别和隔离机制，可以在车辆受到攻击时及时做出自适应调整，且可以在自适应完成后及时切断攻击注入的通道，防止攻击者注入更加剧烈的攻击，提高了车辆远程控制的安全性。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种车辆控制中攻击通道的识别与隔离系统

系统包括车辆执行器、车辆传感器、攻击估计器、攻击检测器、攻击识别器、第一通信网络、控制器和第二通信网络；攻击估计器、攻击检测器、攻击识别器、车辆执行器和车辆传感器均布署于被控车辆中，控制器通过第二通信网络与车辆执行器传输信号，车辆传感器与攻击估计器和相连，攻击估计器与攻击检测器相连，车辆传感器和攻击估计器还通过第一通信网络与控制器传输信号，攻击检测器通过攻击识别器与车辆执行器相连。

所述攻击估计器包括径向基神经网络，车辆传感器向攻击估计器发送车辆状态信号，车辆状态信号输入径向基神经网络后预测输出攻击估计值，将攻击估计值通过第一通信网络发送给控制器，径向基神经网络的权值实时发送给攻击检测器。

所述攻击检测器根据攻击估计器发送的径向基神经网络的权值判断攻击是否发生以及估计攻击是否完成。

所述攻击检测器中，如果检测到径向基神经网络的权值变化超过预设权值阈值，则判断第二通信网络中发生攻击，否则没发生攻击；判断发生攻击后，如果径向基神经网络的权值变化小于预设权值阈值，则判断攻击估计完成，进而向攻击识别器发送攻击完成指令以及估计完成时的径向基神经网络的权值。

所述攻击识别器根据估计完成时的径向基神经网络的权值以及车辆执行器接收的数据计算出各个通道如果没受攻击时的数值，将如果没受攻击时的数值与实际收到的数值进行作差，如果某个通道的差值大于预设攻击阈值，则判断该通道受到攻击，进而关闭车辆执行器对应通道；否则没受到攻击。

二、一种车辆控制中攻击通道的识别与隔离方法

步骤1：控制器通过第二通信网络与车辆执行器传输信号，车辆传感器采集车辆状态后向控制器和攻击估计器发送车辆状态信号；