【課題を解決するための手段】
【0008】
この課題は、請求項1に記載のデータバスによってメッセージシーケンス送信するための本発明の方法と、請求項8に記載のデータバスによってメッセージシーケンスを送信するための装置と、請求項9に記載のデータバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための方法と、請求項10に記載のデータバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための装置とによって解決される。
【0009】
第1の観点によれば、本発明は、データバスによってメッセージシーケンスを送信するための方法に関する。
【0010】
当該方法は、
1つの有効フェーズ中に情報信号を含んでいる情報メッセージを送信し、
1つの無効フェーズを始動するために1つの安全メッセージを送信し、
前記無効フェーズ中に1つの無効サイクル期間で無効信号を含んでいる複数の無効メッセージを送信することから成り、
前記情報信号と前記無効信号とは互いに異なり、
前記安全メッセージと前記無効メッセージとは互いに異なる。
【0011】
第2の観点によれば、本発明は、データバスによってメッセージシーケンスを送信するための装置に関する。
【0012】
当該装置は、データバスによってメッセージシーケンスを送信するための前記第1の観点に記載の方法を実行するように構成されている回路を有する。
【0013】
第3の観点によれば、本発明は、データバス(2)によって送信されるメッセージシーケンス、特にデータバス(2)によってメッセージシーケンスを送信するための前記第1の観点に記載の方法(5)によって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための方法に関する。
【0014】
当該方法は、
前記データバスによって送信される前記メッセージシーケンスを受信し、
無効内容を有するメッセージを1つの無効サイクル期間の間隔で送信する1つの無効フェーズが、予め設定されている1つの安全メッセージによって始動されたか否かを検査し、予め設定されている前記安全メッセージと前記無効メッセージとは互いに異なり、
前記無効フェーズが、予め設定されている前記安全メッセージによって始動されなかったときに、攻撃を認識することから成る。
【0015】
第4の観点によれば、本発明は、データバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための装置に関する。
【0016】
当該装置は、データバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための前記第3の観点に記載の方法を実行するように構成されている回路を有する。
【0017】
本発明の別の好適な構成は、従属請求項と、本発明の好適な実施の形態の以下の説明とに記載されている。
【0018】
本発明は、データバスによってメッセージシーケンスを送信するための方法に関する。当該データバスによって送信すべきメッセージシーケンスは、以下でさらに詳しく説明する、以下の信号送信方式のイフ・アクティブ(IfActive)、イフ・アクティブ・ウィズ・レピティション(IFActiveWithRepetition)又はそれに匹敵する信号送信方式のうちの1つの信号送信方式にしたがう。これらの信号送信方式は、情報を速く送信するために適している。何故なら、情報を送信できる有効フェーズが何時でも始動され得るからである。当該データバスは、バスシステムのデータバスでもよく、例えばCANバスのようなシリアルバスでもよい。当該バスシステムは、自動車、列車、エンジン駆動式の船舶、飛行機、設備又は機械等のバスシステムでもよい。
【0019】
本発明の方法によれば、情報信号を含んでいる1つの情報メッセージが、1つの有効フェーズ中に送信される。この場合、当該情報信号は、送信すべき1つの命令、送信すべき1つのメッセージ又は送信すべきデータを示す。当該送信すべき命令は、バスシステムの1つの構成要素の1つの制御命令でもよい。例えば、当該バスシステムの1つの構成要素を所定の方法で作動させることを要求する命令でもよく、例えば、当該構成要素を起動又は停止させることを要求する命令でもよく、1つの構成要素の状態を保持する又は状態を変更することを要求する命令等でもよい。当該送信すべきデータは、センサ信号又はその他の状態情報を含み得る。
【0020】
さらに、1つの無効フェーズを始動するための本発明の方法によれば、1つの安全メッセージが送信される。この安全メッセージは、以下でさらに詳しく説明する予め設定されている内容を有し得る。
【0021】
本発明の方法によれば、当該安全メッセージの送信後に、無効信号を含む複数の無効メッセージが、当該無効フェーズ中に1つの無効サイクル期間の間隔で送信される。当該無効信号は、特に全ての無効メッセージに対して同じである予め設定されている信号でもよい。特に、当該無効信号は、有効フェーズ中に送信される情報メッセージの情報信号とは異なる。さらに、当該安全メッセージと当該無効メッセージとは互いに異なる。特に、当該安全メッセージに含まれる信号は、当該無効信号とは異なり、及び/又は、当該安全メッセージに含まれる信号の値は、当該無効信号の値とは異なる。
【0022】
当該それぞれのメッセージは、最初にバスシステムの1つの構成要素によって生成され、引き続きデータバスに送信するためにこの構成要素によって出力され得る。それぞれのメッセージが、1つのメッセージヘッド及び/又は1つのメッセージエンドを有する。このメッセージヘッド及び/又はこのメッセージエンドはそれぞれ、当該メッセージを「管理する」ためのデータを有する。さらに、当該メッセージは、特に当該メッセージの信号が含まれているデータ部を有する。すなわち、情報信号が、情報メッセージに含まれていて、無効信号が、無効メッセージに含まれている。
【0023】
当該安全メッセージの使用による送信すべき信号又はメッセージシーケンスの送信挙動の特定の適合が、さらに不正侵入したメッセージの認識、すなわちデータバスによって送信すべき、特に上記の複数の信号送信方式のうちの1つの信号送信方式を用いて送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃の認識を可能にする。
【0024】
本発明の方法は、安全性に関連する分野における信号送信方式のイフ・アクティブ、イフ・アクティブ・ウィズ・レピティション又はそれに匹敵する信号送信方式の使用を保証する。当該分野では、例えば、自動化技術、エレベーター装置、医療技術、飛行機技術、宇宙航空技術、列車、造船、花火製造技術及び/又は匹敵する分野では、高いデータ信頼性が重要である。
【0025】
1つ以上の情報メッセージが、当該有効フェーズ中に送信される。ただ1つの情報メッセージが送信される場合、この情報メッセージは、1つの無効メッセージ後であるが、無効サイクル期間の経過前に存在する任意の1つの時点に送信され得る。
【0026】
多くの実施の形態では、2以上の情報メッセージが、当該有効フェーズ中に当該無効サイクル期間よりも短い1つの情報送信サイクル期間の間隔で送信され得る。
【0027】
したがって、無効状態では、無効メッセージが、当該無効サイクル期間で送信され得る。1つのイベントが、メッセージシーケンスを出力するバスシステムの構成要素で、例えば1つの制御装置で発生すると、この構成要素が、1つ以上の情報メッセージを1つの情報送信サイクル期間で送信することによって、この構成要素は、当該無効サイクル期間外に有効フェーズを始動し得る。当該情報メッセージが送信される場合、この構成要素は、1つの安全メッセージを送信し、その後に複数の無効メッセージを当該無効サイクル期間で送信し得る。
【0028】
特に、当該無効メッセージの無効信号の値は、当該有効フェーズ中の情報メッセージの情報信号の値とは異なる。無効信号の値、無効サイクル期間、情報送信サイクル期間、安全メッセージの値及びその他の信号送信条件は、バスシステムの全体のために、例えば中央の記憶装置内に又は当該バスシステムの構成要素の1つ以上のデータ記憶装置内に記憶され得る。
【0029】
多くの実施の形態では、当該安全メッセージは、無効フェーズの直前に先行する有効フェーズ中に送信された複数の情報メッセージのうちの1つの情報メッセージに相当する信号を有し得る。特に、当該安全メッセージは、無効フェーズの直前に先行する有効フェーズ中に送信された複数の情報メッセージのうちの1つの情報メッセージの値に相当する値を有し得る。ただ1つの情報メッセージが、当該有効フェーズ中に送信される場合、例えば、この有効フェーズの情報メッセージの情報信号を有する1つのメッセージが、安全メッセージとして当該有効フェーズを終了させ当該無効フェーズを始動させるために送信され得る。2つ以上の情報メッセージが、当該有効フェーズ中に送信される場合、例えば、複数の情報メッセージのうちの1つの情報メッセージの情報信号を有する1つのメッセージが、安全メッセージとして送信され得る。
【0030】
多くの実施の形態では、当該安全メッセージは、当該無効フェーズの直前に先行する有効フェーズ中に最後に送信された1つの情報メッセージの情報信号に相当する信号を有し得る。代わりに、当該安全メッセージは、当該無効フェーズの直前に先行する有効フェーズ中に最初に送信されたか、又は当該有効フェーズの最初の情報メッセージと最後の情報メッセージとの間に送信された1つの情報メッセージの情報信号に相当する信号を有し得る。
【0031】
代わりに、当該安全メッセージは、予め設定されている1つの値を有してもよい。例えば、当該安全メッセージの値が一定でもよく、当該情報メッセージ及び当該無効メッセージと異なってもよい。
【0032】
特に、当該安全メッセージから直接に後続する無効メッセージまでの間隔が、1つの無効サイクル期間に相当し得る。したがって、1つのメッセージシーケンスが、少なくとも1つの情報メッセージと、無効サイクル期間よりも短い間隔で当該情報メッセージに追従する1つの安全メッセージと、当該無効サイクル期間に相当する間隔で当該安全メッセージに追従する少なくとも1つの無効メッセージとから成る。このメッセージシーケンスは、信号送信方式、例えばイフ・アクティブ、イフ・アクティブ・ウィズ・レピティション又はそれに匹敵する信号送信方式の効果的な監視を可能にし得る。
【0033】
多くの実施の形態では、当該安全メッセージの送信後の無効フェーズ中に、当該無効サイクル期間よりも短い間隔で、当該無効信号を含んでいる1つのメッセージが送信され得る。当該安全メッセージと当該無効信号を含んでいる無効メッセージとの間の間隔が、当該情報送信サイクル期間に相当し得る。このとき、当該安全メッセージと別の無効メッセージとの間の間隔でが、当該無効サイクル期間に相当するように選択されている間隔で、当該別の無効メッセージが追従し得る。
【0034】
多くの実施の形態では、当該データバスによって送信すべきメッセージシーケンスが、所定の信号送信方式によって、例えば信号送信方式のイフ・アクティブ又はイフ・アクティブ・ウィズ・レピティションによって送信され得る。
【0035】
イフ・アクティブ信号の場合、無効状態では、特に複数のメッセージが、設定された所定の信号(無効信号)と長いサイクル期間(無効サイクル期間)とによって送信される。1つの送信機、例えば1つの送信装置からバスシステム内の1つ以上の受信機に直接に送信されなければならない1つのイベントが発生すると、当該送信制御装置は、情報信号を当該長いサイクル期間外に送信できる。したがって、有効な1つのメッセージ(情報メッセージ)が、(早い)任意の1つの時点に送信され得る。当該送信制御装置は、有効フェーズの終了後に無効状態に再び移行し、無効メッセージを長いサイクル期間で送信する。複数の情報メッセージが、直接に連続して追従すると、これらの情報メッセージは、設定された短い1つのサイクル期間(情報送信サイクル期間)で送信される。この場合、当該有効なメッセージの内容は、特に当該無効メッセージの内容とは異なる。
【0036】
信号送信方式のイフ・アクティブ・ウィズ・レピティションによる1つのメッセージシーケンスの場合、所定の数の無効メッセージ、例えば2つ又は3つ又は多数の無効メッセージが、それぞれの有効フェーズ後に速いサイクル期間(繰り返し)で送信され得る。
【0037】
代わりに、データバスによって送信すべきメッセージシーケンスは、信号送信方式のオン・チェンジ・アンド・イフ・アクティブ(OnChangeAndifAndifActive)、オン・チェンジ・アンド・イフ・アクティブ・ウィズ・レピティション(OnChangeAndifActiveWithRepetition)、オン・ライト(OnWrite)、オン・ライト・アンド・イフ・アクティブ・ウィズ・レピティション(OnWriteAndifActiveWithRepetition)によって送信され得る。
【0038】
特に、上記の信号送信方式は、情報及び/又は命令を速く、特に一般的なサイクル期間、例えば1000ms以上に達する周期的な信号送信方式を尊守する場合よりも速く送信するために適している。
【0039】
多くの実施の形態では、当該情報メッセージと当該無効メッセージとが、当該データバスによって送信すべきメッセージシーケンスの信号送信方式とは異なる信号送信方式によって送信される1つのメッセージシーケンスの1つの情報信号であるそれぞれ1つの追加の情報信号を有し得る。例えば、第1信号送信方式による第1メッセージシーケンスと、当該第1信号送信方式とは異なる第2信号送信方式による第2メッセージシーケンスとが、共通のメッセージを用いてデータバスによって送信され得る。当該第1信号送信方式は、イフ・アクティブ又は上記の匹敵する信号送信方式でもよく、当該第2信号送信方式は、メッセージが例えば当該第1信号送信方式の無効サイクル期間に相当するサイクル周期で送信される周期的な信号送信方式でもよい。当該第1信号送信方式は、その時間挙動を当該第2信号送信方式の第2信号に転写する優勢な信号送信方式でもよい。すなわち、当該第2メッセージシーケンスの情報信号は、特に当該無効サイクル期間の間隔で周期的に送信されるだけではなくて、当該第1メッセージシーケンスの情報信号が有効フェーズ中に送信される時点にもさらに送信される。例えば、当該第1メッセージシーケンスの無効信号を有する1つのメッセージが、当該第2メッセージシーケンスの情報信号をさらに有し、当該第1メッセージシーケンスの情報メッセージが、当該第2メッセージシーケンスの情報信号をさらに有する。したがって、異なる複数の信号送信方式が、1つのメッセージ内で発生する。この場合、1つの優勢な信号送信方式が、その時間挙動を別の信号に転写する。特に、当該別の信号が、追従し、当該送信制御装置から直接に入力される値を含み得る。これに応じて、別の信号が、別の信号送信方式によってパラレルに送信され得る。
【0040】
異なる複数の信号送信方式の複数の信号が、共通のメッセージで送信されるときに、当該送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を阻止できるようにするため、又は攻撃を認識できるようにするため、優勢な信号の1つの無効フェーズが、安全メッセージを送信することによって始動され得る。
【0041】
さらに、本発明は、データバスによってメッセージシーケンスを送信するための装置に関する。当該装置は、1つの情報信号を含んでいる1つの情報メッセージを1つの有効フェーズ中に送信し、1つの安全メッセージを1つの無効フェーズを始動するために送信し、1つの無効信号を含んでいる無効メッセージを当該無効フェーズ中に1つの無効サイクル期間の間隔で」送信するように構成されている回路を有する。この場合、当該情報信号と当該無効信号とは互いに異なり、この場合、当該安全メッセージと当該無効メッセージとは互いに異なる。したがって、当該回路は、データバスによって1つのメッセージシーケンスを送信するための方法を、上記に詳しく説明したように実行するように構成されている。当該回路は、プロセッサ又は通信チップ(トランシーバ)でもよい。
【0042】
当該装置は、バスシステムの1つの構成要素、例えば1つの送信制御装置でもよい。この構成要素は、複数の情報信号を有する複数のメッセージを有する1つ以上のメッセージシーケンスを出力するように構成されている。当該情報信号は、送信すべき命令、特にバスシステムの1つ以上の別の構成要素用の命令を含み、送信すべきメッセージ又は送信すべきデータを示す。例えば、当該送信制御装置は、自動車のエンジン制御装置でもよい。代わりに、当該制御装置は、列車、エンジン駆動式の船舶、飛行機、設備又は機械等の制御装置でもよい。
【0043】
当該装置は、当該装置を、例えばコネクタ接続部を用いてデータバスに接続するように構成されている信号出力部を有し得る。
【0044】
当該装置は、信号を送信するための情報が記憶されているデータ記憶装置を有し得る。当該情報は、例えば、無効サイクル期間の値、及び/又は情報送信サイクル期間の値、及び/又は無効信号の値、及び/又はイフ・アクティブ・ウィズ・レピティションにおける無効メッセージの数、及び/又は信号を送信するための別の情報を含み得る。さらに、調整アルゴリズム及び/又は制御アルゴリズムが、当該データ記憶装置内に記憶され得る。当該装置は、当該アルゴリズムによってデータバスによって送信すべきメッセージシーケンスを生成できる。
【0045】
さらに、本発明は、データバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための方法に関する。このメッセージシーケンスは、1つの情報信号を含んでいる、1つの有効フェーズ中に送信される1つの情報メッセージと、1つの無効フェーズを始動させる1つの安全メッセージと、1つの無効信号を含んでいる、当該無効フェーズ中に1つの無効サイクル期間の間隔で送信される複数の無効メッセージとから成る。当該メッセージシーケンスは、特に、上記のメッセージシーケンスを送信するための方法を用いてデータバスによって送信される1つのメッセージシーケンスでもよい。
【0046】
攻撃を認識するための本発明の方法によれば、データバスによって送信されるメッセージシーケンスが受信される。引き続き、複数の無効メッセージを1つの無効サイクル期間の間隔で送信する1つの無効フェーズが、予め設定されている1つの安全メッセージによって始動されたか否かが検査される。この場合、当該予め設定されている安全メッセージと当該複数の無効メッセージとは互いに異なる。当該無効フェーズが、当該予め設定されている安全メッセージによって始動されなかったときは、攻撃が確認される。
【0047】
当該予め設定されている安全メッセージは、当該無効フェーズの直前に先行する有効フェーズ中に送信された複数の情報メッセージのうちの1つの情報メッセージ、特に当該無効フェーズの直前に先行する有効フェーズ中に最後に送信された1つの情報メッセージを有し得る。当該安全メッセージ用の基準として使用される当該有効フェーズの情報メッセージ情報信号が、特にデータ記憶装置内に中間記憶される。当該安全メッセージが予め設定されている1つの安全メッセージに相当するか否かを検査するため、当該送信される安全メッセージ、特に当該送信される安全メッセージの値が、当該予め設定されている安全メッセージ又は当該予め設定されている安全メッセージの値と比較され得る。
【0048】
当該送信されるメッセージシーケンに対する攻撃が遂行されたか否かが、比較結果に依存して認識され得る。当該安全メッセージが、当該予め設定されている安全メッセージに相当するときは、当該メッセージシーケンスに対する攻撃が遂行されなかったことが認識され得る。当該安全メッセージが、当該予め設定されている安全メッセージに相当しないときは、当該メッセージシーケンスに対する攻撃が遂行されたことが認識され得る。
【0049】
認識された攻撃の結果として、エラーメッセージが生成され、例えばアラーム等としてユーザに出力され得る。代わりに、当該メッセージシーケンスが、新たに要求されてもよい。
【0050】
さらに、本発明は、データバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための装置に関する。当該装置は、回路を有する。この回路は、当該データバスによって送信されるメッセージシーケンスを受信し、複数の無効メッセージを1つの無効サイクル期間の間隔で送信する1つの無効フェーズが、予め設定されている1つの安全メッセージによって始動されたか否かを検査し、当該無効フェーズが、当該予め設定されている安全メッセージによって始動されなかったときに、攻撃を認識するように構成されている。この場合、当該予め設定されている安全メッセージと当該複数の無効メッセージとは互いに異なる。したがって、当該回路は、データバスによって送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための方法を、上記に詳しく説明したように実行するように構成されている。当該回路は、例えば、プロセッサ又は通信チップ(トランシーバ)でもよい。
【0051】
当該装置は、命令、メッセージ又は当該装置用のデータを示す複数の情報信号を有する複数のメッセージを有する1つ以上のメッセージシーケンスを受信するように構成されているバスシステムの1つの構成要素でもよい。例えば、当該装置は、ABS制御装置、走行動特性制御装置、ドア及び/又は窓制御装置、照明装置及び/又はワイパー装置用の制御装置、ナビゲーション装置、CDプレーヤー、表示機器、情報システム及び/又はバスシステムのその他の構成要素でもよい。
【0052】
当該装置は、例えばコネクタ接続部を用いてデータバスに接続するように構成されている信号入力部を有し得る。さらに、当該装置は、信号出力部を有し得る。
【0053】
当該装置は、送信されるメッセージシーケンスに対する攻撃を認識するための情報が記憶されているデータ記憶装置を有し得る。当該情報は、上記の信号を送信するための情報に相当し得る。さらに、調整アルゴリズム及び/又は制御アルゴリズムが、当該データ記憶装置内に記憶され得る。当該回路は、当該アルゴリズムによってデータバスによって送信される内容を変換できる。
【0054】
さらに、上記の攻撃を認識するための装置の回路は、上記のデータバスによってメッセージシーケンスを送信するため方法も実行するように構成されている。
【0055】
以下に、本発明の実施の形態を例示し、添付した図面を参照して説明する。