▶ ファウンデーション オブ スンシル ユニヴァーシティ インダストリー コーポレーションの特許一覧
特表2023-547833ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法、これを遂行するための記録媒体およびシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-14
(54)【発明の名称】ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法、これを遂行するための記録媒体およびシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 21/55 20130101AFI20231107BHJP
H04L 12/28 20060101ALI20231107BHJP
【ＦＩ】
G06F21/55
H04L12/28 200Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023524176
(86)(22)【出願日】2020-12-28
(85)【翻訳文提出日】2023-04-19
(86)【国際出願番号】 KR2020019184
(87)【国際公開番号】W WO2022085863
(87)【国際公開日】2022-04-28
(31)【優先権主張番号】10-2020-0136473
(32)【優先日】2020-10-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0136471
(32)【優先日】2020-10-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＥＲＩＬＯＧ
２．アンドロイド
３．リナックス
４．ｉＯＳ
５．ＡＩＸ
(71)【出願人】
【識別番号】516262480
【氏名又は名称】ファウンデーション オブ スンシル ユニヴァーシティ インダストリー コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100083138
【弁理士】
【氏名又は名称】相田 伸二
(74)【代理人】
【識別番号】100189625
【弁理士】
【氏名又は名称】鄭 元基
(74)【代理人】
【識別番号】100196139
【弁理士】
【氏名又は名称】相田 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100199004
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 洋
(72)【発明者】
【氏名】イ ソンス
(72)【発明者】
【氏名】カン テウク
【テーマコード（参考）】
5K033
【Ｆターム（参考）】
5K033AA08
5K033BA06
5K033CB06
5K033DA13
5K033EA02
5K033EA07
(57)【要約】
ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結された多数のノードに対して、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定する段階；偽造されたＮＩＤを使うノード、他のＮＩＤを使うノードおよび存在しないＮＩＤを使うノードのうち少なくとも一つが発見される場合にエラーフレームと判断する段階；前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させる段階；およびＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する段階；を含む。これに伴い、ＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって悪意の攻撃を防御する。ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値に到達するとＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する段階；クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させる前に劣性信号を感知したりしたノードは、バスに現れる互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を保存する段階；ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤをＮＩＤで設定する段階；およびＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定しデータフレームを送信する段階；を含む。これに伴い、ＩＤＳとＣＡＮコントローラのＮＩＤを設定しておく方式で、ＣＡＮバス上で発生し得るすべてのネットワーク攻撃に対して対処することができる。
【選択図】 図６
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結された多数のノードに対して、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定する段階；偽造されたＮＩＤを使うノード、他のＮＩＤを使うノードおよび存在しないＮＩＤを使うノードのうち少なくとも一つが発見される場合にエラーフレームと判断する段階；
前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させる段階；および
ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する段階；を含む、ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項2】
前記エラーフレームと判断する段階は、偽造されたＮＩＤを使うノードが発見された場合、詐称されたＮＩＤが設定されたノードがハッキングを感知する、請求項１に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項3】
前記エラーフレームと判断する段階は、他のＮＩＤを使うノードまたは存在しないＮＩＤを使うノードが発見された場合、侵入感知システムであるＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）がハッキングを感知する、請求項１に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項4】
前記ＣＡＮバスラインに連結された多数のノードに対して、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤを設定する段階は、データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットをＮＩＤ値で設定する、請求項１に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項5】
前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを増加させる段階は、前記エラーフレームが発生すると、送信ノードのＴＥＣは８だけ増加させ、受信ノードの場合、最も先にエラーフレームを発生させたノードのＲＥＣは８だけ増加させ、他のノードのＲＥＣは１だけ増加させる、請求項１に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項6】
メッセージが成功的に伝送されるたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを減少させる段階；をさらに含む、請求項１に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項7】
前記ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する段階は、ノードのＴＥＣまたはＲＥＣが２５６より大きくなる場合に該当ノードを分離する、請求項１に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法。
【請求項8】
請求項１に記載された前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法を遂行するためのコンピュータプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な保存媒体。
【請求項9】
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結され、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）が設定された多数のノード；前記ＣＡＮバスラインにローディングされるデータフレームの内容を分析してハッキングされたノードであるかを判断するＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）；
前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させ、メッセージが成功的に伝送されるたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを減少させるカウンタ；および
前記多数のノードおよびＩＤＳにそれぞれ装着されて、ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断するＮＥＳ（Ｎｏｄｅ Ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）；を含む、ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システム。
【請求項10】
偽造されたＮＩＤを使うノードが発見された場合、詐称されたＮＩＤが設定されたノードのＮＥＳがハッキングを感知する、請求項９に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システム。
【請求項11】
他のＮＩＤを使うノードまたは存在しないＮＩＤを使うノードが発見された場合、前記ＩＤＳのＮＥＳがハッキングを感知する、請求項９に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システム。
【請求項12】
各ノードのＮＩＤはデータフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットで設定される、請求項９に記載のＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システム。
【請求項13】
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値に到達するとＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する段階；クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させる前に劣性信号を感知ししたりしたノードは、バスに現れる互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を保存する段階；
ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤをＮＩＤで設定する段階；および
ＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定しデータフレームを送信する段階；を含む、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項14】
前記段階を繰り返し遂行してバスラインに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせ、ノードは通信を開始する段階；をさらに含む、請求項１３に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項15】
設定したＮＩＤを、データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットに設定したＮＩＤを記載して送信する、請求項１４に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項16】
同一のＮＩＤが設定されたノードが同時に互いに異なるデータを送信する場合、データフレームを送信する時にデータフィールド（Ｄａｔａ ｆｉｅｌｄ）でビット（Ｂｉｔ）エラーが発生する段階；ビット（Ｂｉｔ）エラーが発生すると、データフィールドの何番目のビットでエラーが発生するかを保存する段階；および
予め設定された回数だけ連続して同じところでビットエラーが発生する場合、エラーフレームを送信せずに同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更する段階；をさらに含む、請求項１５に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項17】
同一のＮＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合、データを送信しないノードがＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーを発生させる段階；ノードがデータフレームを送信する時、データを送信しないノードが自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に予め設定された回数だけ連続して現れるかをチェックする段階；および
自身のＮＩＤが予め設定された回数だけ連続して現れる場合、同一のＮＩＤが設定されたと判断して自身のＮＩＤを変更する段階；をさらに含む、請求項１５に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項18】
前記バスに現れる互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を保存する段階は、クロックカウントを初期化して通信が終了することを待機する段階；をさらに含む、請求項１３に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項19】
前記ＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する段階は、前記クロックカウントの臨界値は１６’ｈＦＦＦＦに設定する、請求項１３に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法。
【請求項20】
請求項１３に記載された前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法を遂行するためのコンピュータプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な保存媒体。
【請求項21】
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値に到達するとＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信し、ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤを互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）で設定する自動ＩＤ設定部；クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させる前に劣性信号を感知したりしたノードのＮＩＤを保存するＮＩＤ保存部；
ＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定してデータフレームを送信する状態マシン；および
バスラインに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせて通信を開始するようにする伝送バッファ；を含む、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置。
【請求項22】
前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置は、ＣＡＮコントローラ上に具現され、同一のＮＩＤが設定されたノードが同時に互いに異なるデータを送信する場合、データフレームを送信する時にデータフィールド（Ｄａｔａ ｆｉｅｌｄ）でビット（Ｂｉｔ）エラーが発生すると、データフィールドの何番目のビットでエラーが発生するかを保存し、予め設定された回数だけ連続して同じところでビットエラーが発生する場合、エラーフレームを送信せずに同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更し、同一のＮＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合、データを送信しないノードがＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーが発生すると、ノードがデータフレームを送信する時、データを送信しないノードが自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に予め設定された回数だけ連続して現れるかをチェックし、自身のＮＩＤが予め設定された回数だけ連続して現れる場合、同一のＮＩＤが設定されたと判断して自身のＮＩＤを変更する、請求項２１に記載のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法、これを遂行するための記録媒体およびシステムに関し、さらに詳細には、ＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって悪意の攻撃を防御する技術であり、ＣＡＮバスでブーティング時ごとに個別ノードに固有ＩＤを自動で付与して各ノードを区別する物理層セキュリティ技術に関する。
【背景技術】
【0002】
今日殆どの自動車は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスを基盤として車両内部のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を連結している。ＣＡＮバスの特徴のうち一つは、通信に参加するノードのアドレスが存在しないという点である。これは同時伝送、多数伝送などの多くの長所を有しているが、同時にセキュリティ上の弱点を提供する。
【0003】
通信に参加するノードのうち一つをハッキングして悪意のデータフレームを伝送する場合、いずれのノードがデータフレームを送信したかが分からないため該当ノードを遮断することが非常に難しい。このように悪意のデータフレームを防ぐことができない場合、ＣＡＮバスを過負荷にさせて正常な通信ができないようにしたり、他のノードを攻撃して使用者に危険となり得る動作をするようにしたりすることができる。
【0004】
具体的には、ＣＡＮ通信プロトコル（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の特徴のうち一つとして、ＣＡＮバスに連結されるノード（Ｎｏｄｅ）はアドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ）が存在しないため、通信に参加するノードのうち一つがハッカーによってハッキングされて悪意のデータフレームを送信してもいずれの電子制御装置が問題であるか識別することが困難であるという問題がある。
【0005】
ハッキングされたノードは悪意のデータフレームを送信してＣＡＮバスを過負荷にさせたり、他のノードを誤動作させたりする恐れがあり、または他の正常ノードを盗用する恐れがあるが、この場合、使用者の安全に大きな危険となり得る。したがって、ＣＡＮバス上で発生する悪意のノードを識別して速かに対処して事故に備えなければならない。
【0006】
そして、殆どの自動車電装システムはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により制御され、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスを通じてデータをやり取りする。車両に搭載されるＥＣＵには、プロセッサＩＤと通信用暗号キーが固有に指定されているので通信を遂行するたびにプログラムで確認し、ハッキングが疑われる場合、通信を遮断するように命令を下す。
【0007】
しかし、ハッキングが高度化すると、該当ＥＣＵのすべてのソフトウェア動作を変調できるのでＣＡＮバス上で伝送される正常な通信データをモニタリングしてプロセッサＩＤおよび通信用暗号キーを類推して偽造することができ、通信遮断命令も無視することができる。
【0008】
したがって、ハッキングによる通信妨害および悪意的データ伝送を根本的に防止するためには、ハッキングされたノードの通信をＣＡＮバス上でハードウェア的に遮断しなければならない。すでにハッキングされてＣＡＮ通信を妨害し悪意的データを伝送するノードを遮断するためには最も先にＣＡＮバス上で個別ノードを固有に特定しなければならないが、ＣＡＮバスにはイーサネットのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスのように個別ノードを識別できる機能が存在しない。
【0009】
ＣＡＮコントローラ生産時にハードウェア的に固有ＩＤを付与する方法もあるが、この場合、すべてのチップごとに固有ＩＤを付与するためには固有ＩＤのビット数が大きく増えてＣＡＮバスの伝送効率を大きく落としてしまう。
【0010】
また、すべてのノードがＣＡＮバス上に装着された後に工場で一括的に固有ＩＤを付与すると、同一ＣＡＮバス内のノード数がわずかであるので固有ＩＤのビット数は大きく減るものの、部品の取り替え時ごとに再び工場でＩＤ付与作業を遂行しなければならないため非常に煩雑であるという問題がある。
[先行技術文献]
[特許文献]
（特許文献１）ＪＰ４２３２６０３Ｂ２
（特許文献２）ＫＲ１０－１３３２３３９Ｂ１
（特許文献３）ＫＲ１０－２００９－００６５２６０Ａ
[先行技術文献]
[特許文献]
（特許文献１）ＪＰ４２３２６０３Ｂ２
（特許文献２）ＫＲ１０－１３３２３３９Ｂ１
（特許文献３）ＫＲ１０－２００９－００６５２６０Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、本発明の技術的課題はこのような点に鑑みて着眼されたもので、本発明の目的は、多様な攻撃シナリオに対して即刻に対処できるようにＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法を提供することである。
【0012】
本発明の他の目的は、前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法を遂行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体を提供することである。
【0013】
本発明のさらに他の目的は、前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法を遂行するためのシステムを提供することである。
【0014】
本発明のさらに他の目的は、ブーティング時ごとに個別ノードに固有ＩＤを自動で付与する方式で、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法を提供することである。
【0015】
本発明のさらに他の目的は、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法を遂行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体を提供することである。
【0016】
本発明のさらに他の目的は、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法を遂行するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
前記の本発明の目的を実現するための一実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結された多数のノードに対して、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定する段階；偽造されたＮＩＤを使うノード、他のＮＩＤを使うノードおよび存在しないＮＩＤを使うノードのうち少なくとも一つが発見される場合にエラーフレームと判断する段階；前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させる段階；およびＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する段階；を含む。
【0018】
本発明の実施例において、前記エラーフレームと判断する段階は、偽造されたＮＩＤを使うノードが発見された場合、詐称されたＮＩＤが設定されたノードがハッキングを感知することができる。
【0019】
本発明の実施例において、前記エラーフレームと判断する段階は、他のＮＩＤを使うノードまたは存在しないＮＩＤを使うノードが発見された場合、侵入感知システムであるＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）がハッキングを感知することができる。
【0020】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバスラインに連結された多数のノードに対して、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤを設定する段階は、データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットをＮＩＤ値で設定することができる。
【0021】
本発明の実施例において、前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを増加させる段階は、前記エラーフレームが発生すると、送信ノードのＴＥＣは８だけ増加させ、受信ノードの場合、最も先にエラーフレームを発生させたノードのＲＥＣは８だけ増加させ、他のノードのＲＥＣは１だけ増加させることができる。
【0022】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法は、メッセージが成功的に伝送されるたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを減少させる段階；をさらに含むことができる。
【0023】
本発明の実施例において、前記ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する段階は、ノードのＴＥＣまたはＲＥＣが２５６より大きくなる場合に該当ノードを分離することができる。
【0024】
前記の本発明の他の目的を実現するための一実施例に係るコンピュータで読み取り可能な保存媒体には、前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法を遂行するためのコンピュータプログラムが記録されている。
【0025】
前記の本発明のさらに他の目的を実現するための一実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システムは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結され、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）が設定された多数のノード；前記ＣＡＮバスラインにローディングされるデータフレームの内容を分析してハッキングされたノードであるかを判断するＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）；前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させ、メッセージが成功的に伝送されるたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを減少させるカウンタ；および前記多数のノードおよびＩＤＳにそれぞれ装着されて、ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断するＮＥＳ（Ｎｏｄｅ Ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）；を含む。
【0026】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システムは、偽造されたＮＩＤを使うノードが発見された場合、詐称されたＮＩＤが設定されたノードのＮＥＳがハッキングを感知することができる。
【0027】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システムは、他のＮＩＤを使うノードまたは存在しないＮＩＤを使うノードが発見された場合、前記ＩＤＳのＮＥＳがハッキングを感知することができる。
【0028】
本発明の実施例において、各ノードのＮＩＤはデータフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットで設定され得る。
【0029】
本発明の実施例において、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値に到達するとＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する段階；クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させる前に劣性信号を感知したりしたノードは、バスに現れる互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を保存する段階；ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤをＮＩＤで設定する段階；およびＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定しデータフレームを送信する段階；を含む。
【0030】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、前記段階を繰り返し遂行してバスラインに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせ、ノードは通信を開始する段階；をさらに含むことができる。
【0031】
本発明の実施例において、設定したＮＩＤを、データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットに設定したＮＩＤを記載して送信することができる。
【0032】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、同一のＮＩＤが設定されたノードが同時に互いに異なるデータを送信する場合、データフレームを送信する時にデータフィールド（Ｄａｔａ ｆｉｅｌｄ）でビット（Ｂｉｔ）エラーが発生する段階；ビット（Ｂｉｔ）エラーが発生すると、データフィールドの何番目のビットでエラーが発生するかを保存する段階；および予め設定された回数だけ連続して同じところでビットエラーが発生する場合、エラーフレームを送信せずに同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更する段階；をさらに含むことができる。
【0033】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、同一のＮＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合、データを送信しないノードがＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーを発生させる段階；ノードがデータフレームを送信する時、データを送信しないノードが自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に予め設定された回数だけ連続して現れるかをチェックする段階；および自身のＮＩＤが予め設定された回数だけ連続して現れる場合、同一のＮＩＤが設定されたと判断して自身のＮＩＤを変更する段階；をさらに含むことができる。
【0034】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、前記バスに現れる互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を保存する段階は、クロックカウントを初期化して通信が終了することを待つ段階；をさらに含むことができる。
【0035】
本発明の実施例において、前記ＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する段階は、前記クロックカウントの臨界値は１６’ｈＦＦＦＦに設定することができる。
【0036】
前記の本発明の他の目的を実現するための一実施例に係るコンピュータで読み取り可能な保存媒体には、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法を遂行するためのコンピュータプログラムが記録されている。
【0037】
前記の本発明のさらに他の目的を実現するための一実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値に到達するとＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信し、ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤを互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）で設定する自動ＩＤ設定部；クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させる前に劣性信号を感知したりしたノードのＮＩＤを保存するＮＩＤ保存部；ＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定してデータフレームを送信する状態マシン；およびバスラインに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせて通信を開始するようにする伝送バッファ；を含む。
【0038】
本発明の実施例において、前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置は、ＣＡＮコントローラ上に具現され、同一のＮＩＤが設定されたノードが同時に互いに異なるデータを送信する場合、データフレームを送信する時にデータフィールド（Ｄａｔａ ｆｉｅｌｄ）でビット（Ｂｉｔ）エラーが発生すると、データフィールドの何番目のビットでエラーが発生するかを保存し、予め設定された回数だけ連続して同じところでビットエラーが発生する場合、エラーフレームを送信せずに同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更し、同一のＮＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合、データを送信しないノードがＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーが発生すると、ノードがデータフレームを送信する時、データを送信しないノードが自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に予め設定された回数だけ連続して現れるかをチェックし、自身のＮＩＤが予め設定された回数だけ連続して現れる場合、同一のＮＩＤが設定されたと判断して自身のＮＩＤを変更することができる。
【発明の効果】
【0039】
このようなＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法によると、ＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって悪意の攻撃を防御する。
【0040】
ＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）コントローラのＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定しておくハードウェア的な方式で、ＣＡＮバス上で発生し得るすべてのネットワーク攻撃に対して即刻に対処することができる。したがって、使用者の安全性を高めることができ、セキュリティ性能を強化することができる。
【0041】
このようなＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法によると、ＣＡＮバスでブーティング時ごとに個別ノードに固有ＩＤを自動で付与して各ノードを区別する。本発明はブーティング時ごとに固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を割り当てるため、部品の取り替えにかかわらず容易に適用が可能でありながらも固有ＩＤのビット数を大きく減らすことができる。
【0042】
また、ＩＤＳとＣＡＮコントローラのＮＩＤを設定しておく方式で、ＣＡＮバス上で発生し得るすべてのネットワーク攻撃に対して対処することができる。これに伴い、使用者の安全性を高めることができ、セキュリティ性能を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の一実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システムのブロック図である。
【0044】
【0045】
【図3】ＴＥＣとＲＥＣによるノードの状態変化を示す図面である。
【0046】
【図4】本発明により一般の攻撃に対処する過程を示す図面である。
【0047】
【図5】本発明によりスプーフィング攻撃に対処する過程を示す図面である。
【0048】
【図6】本発明の一実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法のフローチャートである。
【0049】
【図7】本発明により一般の攻撃に対処する動作のシミュレーション波形を示す図面である。
【0050】
【図8】本発明によりスプーフィング攻撃に対処する動作のシミュレーション波形を示す図面である。
【0051】
【図9】本発明の一実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置のブロック図である。
【0052】
【図10】本発明によりＮＩＤを自動で設定する過程を示す図面である。
【0053】
【図11】本発明により同一のＮＩＤが設定されたノードが同時にデータを送信する場合を説明するための図面である。
【0054】
【0055】
【図13】本発明により同一のＮＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合を説明するための図面である。
【0056】
【0057】
【図15】本発明でＮＩＤが設定されているノードのＭＩＤとＤＬＣによる送信できるデータ範囲を示す表である。
【0058】
【図16】本発明でＩＤＳが攻撃に対処する過程を説明するための図面である。
【0059】
【図17】本発明の一実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法のフローチャートである。
【0060】
【図18】ＣＡＮバスがブーティングされながらノードの固有ＩＤが自動で付与される過程のシミュレーション結果を示す図面である。
【0061】
【図19】ＣＡＮバス内部攻撃に対する対処動作のシミュレーション結果を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0062】
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施例を例示として図示する添付図面を参照する。これらの実施例は当業者が本発明を十分に実施できるように詳細に説明される。本発明の多様な実施例は互いに異なるが互いに排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定形状、構造および特性は、一実施例に関連して本発明の精神および範囲を逸脱することなく他の実施例で具現され得る。また、それぞれの開示された実施例内の個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく変更され得ることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味で取ろうとするものではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるのであれば、その請求項が主張するものと均等なすべての範囲とともに、添付された請求項によってのみ限定される。図面で類似する参照符号は多様な側面に亘って同一または類似する機能を指称する。
【0063】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例をより詳細に説明することにする。
【0064】
図１は、本発明の一実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システムのブロック図である。図２は、図１でＮＩＤが設定されているノードのＭＩＤとＤＬＣによる送信できるデータ範囲を示す表である。
【0065】
本発明に係るＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス物理層でハッキングされたノードの対処システム（１、以下、システム）はＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって悪意の攻撃を防御する技法を提案する。例えば、本発明で提案した技法を搭載したＣＡＮコントローラをＶｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬを利用して具現することができる。
【0066】
図１を参照すると、本発明に係るシステム１はＣＡＮバスラインに連結された多数のノード（Ｎｏｄｅ Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、ＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、カウンタ（図示されず）およびＮＥＳ（Ｎｏｄｅ Ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。
【0067】
前記多数のノード（Ｎｏｄｅ Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結され、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）が設定される。
【0068】
本発明では、すべてのノードが通信を開始する前に、図１のように互いに異なる本人の固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）が設定されている。データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットをＮＩＤ値で満たして送信すると、ＮＩＤがフィンガープリント（Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）役割をするのでいずれのノードがデータフレームを送信するかが分かるようになる。
【0069】
本発明に係るＣＡＮバスは追加的にＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を連結したが、ＩＤＳは侵入感知システムであって、図２のようにＭＩＤ（Ｍｅｓｓａｇｅ ＩＤ）とＤＬＣ（Ｄａｔａ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ）により送信できるデータの範囲を事前に設定してＩＤＳとノードに予めアップデートしておく。
【0070】
前記ＩＤＳは前記ＣＡＮバスラインにローディングされるデータフレームの内容を分析してハッキングされたノードであるかを判断する。
【0071】
前記カウンタは前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させ、メッセージが成功的に伝送されるたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを減少させる。
【0072】
前記ＮＥＳは前記多数のノードおよびＩＤＳにそれぞれ装着されて、ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなるノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する。
【0073】
ＣＡＮバスのすべてのノードはＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）があり、これを利用してエラーが頻繁に発生するノードが他のノードの送受信を妨害しないように管理する。
【0074】
すべてのノードはエラーを発見するとエラーフレームを発生させるが、この時、送信ノードのＴＥＣは８だけ増加することになる。受信ノードの場合、最も先にエラーフレームを発生させたノードのＲＥＣは８だけ増加し、他のノードのＲＥＣは１だけ増加する。
【0075】
反面、メッセージが成功的に伝送されると送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣはそれぞれ１ずつ減少する。図３はＴＥＣとＲＥＣによりノード状態の変化を示したものである。エラーアクティブ状態は正常な送受信を遂行するが、ＴＥＣまたはＲＥＣが１２８以上になるとエラーパッシブ状態となって送受信に多少制約を受ける。
【0076】
特に、ＴＥＣが２５６以上になると、バスオフ状態となってバスで自動的に分離され、送受信が禁止される。本発明ではこれを利用して、悪意のデータフレームを伝送するノードをバスオフ状態にさせて、該当ノードがバスを過負荷にさせたり他のノードを攻撃したりすることを防ぐ技法を提案する。
【0077】
ＣＡＮバス攻撃シナリオＣＡＮバスでは大きく三つの攻撃シナリオが考えられるが、ノードを占領した後にスニッフィング（Ｓｎｉｆｆｉｎｇ）を通じてメッセージパターンを把握してもよく、一般的な攻撃（Ａｔｔａｃｋ）を通じて悪意のデータフレームを送信してバスに過負荷がかかるようにしたり他のノードを誤動作させたりすることができる。
【0078】
また、他のノードであるように装って悪意のデータフレームを送信するスプーフィング（Ｓｐｏｏｆｉｎｇ）攻撃をすることもできる。例えば、攻撃シナリオは下記の通りである。
【0079】
シナリオ１として、スニッフィングはハッキングを通じて占領したノードを利用して、バス上で通信中であるメッセージ等を見てパターンを把握することである。この段階ではＣＡＮバスに害を加えない。
【0080】
シナリオ２として、一般の攻撃はスニッフィングを通じてメッセージパターンを把握した後、占領したノードを利用して悪意のデータフレームを送信する。シナリオ３はスプーフィング攻撃であって、一般的な攻撃とスプーフィング攻撃は悪意のデータフレームを送信する点では同一であるものの、スプーフィング攻撃では占領したノードが他のノードであるように偽装するという差がある。
【0081】
エラーフレームを送ってハッキングされたノードを追放する機能であるＮＥＳ（Ｎｏｄｅ Ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）は、一般的なＣＡＮバスにはない本発明で追加した機能である。
【0082】
一実施例として、ＮＥＳは特定条件を満足すればエラーフレームを送りだす回路をＣＡＮコントローラに付加して具現することができる。本発明ではＮＥＳを各ノードとＩＤＳにすべて装着した。
【0083】
本発明でスニッフィングは、直ぐにはバスに悪影響を及ぼさないので特別な措置は取らない。しかし、一般の攻撃では、図４のように占領されたノードが悪意のデータフレームを送信する場合、ＩＤＳで該当データフレームの内容を分析して該当ノードがハッキングされたことを感知する。
【0084】
以後では、ＩＤＳに装着されたＮＥＳが、該当ノードが送信するたびにエラーフレームを送信し続けるので、該当ノードは送信が封鎖されＴＥＣが増加してバスオフ状態となる。
【0085】
具体的には、ハッキングされたノードが悪意のデータフレームを送信してＣＡＮバスを過負荷にさせたり他のノードを誤動作させたりする攻撃に対処する過程である。ＩＤＳはＣＡＮバスを持続的にモニタリングしているが、（１）ＭａｌｉｃｉｏｕｓノードがＭＩＤ＝０ｘ１０２、ＤＬＣ＝４ｂ００１０、Ｄａｔａ＝０ｘ２０００を送信すると、（２）ＩＤＳは事前にアップデートされている表と異なっていることを見て現在のデータフレームを送信中であるノードがハッキングされたノードと判断する。
【0086】
（３）ハッキングされたノードを感知したＩＤＳはエラーフレームを送信し、（４）データフレームを送信中のエラーフレームを受信したＭａｌｉｃｉｏｕｓノードはＴＥＣが増加することになる。さらに他の攻撃である他の正常ノードを盗用する攻撃は発生することができないが、その理由はすべてのノードが、固有ＮＩＤが設定されているので変更できないためである。
【0087】
一方、スプーフィング攻撃では、図５のように占領されたノードがＮＩＤを偽造して悪意のデータフレームを送信する場合、偽造されたノード（すなわち、偽造されたＮＩＤを始めから使っているノード）で自身と同一のＮＩＤを発見したので該当ノードがハッキングされたことを感知する。
【0088】
以後では、偽造されたノードにかかっているＮＥＳが、該当ノードが送信するたびにエラーフレームを送信し続けるので、該当ノードは送信が封鎖されＴＥＣが増加してバスオフ状態となる。
【0089】
本発明ではＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって、悪意の攻撃を防御することができる。
【0090】
図６は、本発明の一実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法のフローチャートである。
【0091】
本実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法は、図１のシステム１と実質的に同じ構成で進行され得る。したがって、図１のシステム１と同じ構成要素は同じ図面番号を付与し、重複する説明は省略する。
【0092】
また、本実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法は、ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードに対処するためのソフトウェア（アプリケーション）により実行され得る。
【0093】
本発明はＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって悪意の攻撃を防御する。
【0094】
図６を参照すると、本実施例に係るＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結された多数のノードに対して、それぞれ互いに異なる固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定する（段階Ｓ１０）。データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットをＮＩＤ値で設定することができる。
【0095】
偽造されたＮＩＤを使うノード、他のＮＩＤを使うノードおよび存在しないＮＩＤを使うノードのうち少なくとも一つが発見される場合にエラーフレームと判断する（段階Ｓ２０）。
【0096】
ノードはそれぞれ自身のＮＩＤが設定されているので、偽造されたＮＩＤを使うノードが発見された場合、詐称されたＮＩＤが設定されたノードがハッキングを感知することができる。
【0097】
反面、他のＮＩＤを使うノードまたは存在しないＮＩＤを使うノードが発見された場合、侵入感知システムであるＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）がハッキングを感知することができる。
【0098】
前記エラーフレームが発生するたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）とＲＥＣ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）のカウントを増加させる（段階Ｓ３０）。
【0099】
前記エラーフレームが発生すると、送信ノードのＴＥＣは８だけ増加させ、受信ノードの場合、最も先にエラーフレームを発生させたノードのＲＥＣは８だけ増加させ、他のノードのＲＥＣは１だけ増加させることができる。
【0100】
反面、メッセージが成功的に伝送されるたびに送信ノードと受信ノードのＴＥＣとＲＥＣのカウントを減少させることができる。
【0101】
ＴＥＣまたはＲＥＣが設定された臨界値より大きくなる場合（段階Ｓ４０）、ノードをバスオフ（ｏｆｆ）させて遮断する（段階Ｓ５０）。例えば、ノードのＴＥＣまたはＲＥＣが２５６より大きくなる場合に該当ノードを分離することができる。
【0102】
このようなＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法によると、ＣＡＮバス上で悪意のデータフレームが感知されると、侵入感知システムが内部攻撃ノードのエラーカウンタを増加させてバスから分離させることによって悪意の攻撃を防御する。
【0103】
ＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）コントローラのＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定しておくハードウェア的な方式で、ＣＡＮバス上で発生し得るすべてのネットワーク攻撃に対して即刻に対処することができる。したがって、使用者の安全性を高めることができ、セキュリティ性能を強化することができる。
【0104】
以下では本発明の性能を検証するためのシミュレーション結果を説明する。本発明では既存のＣＡＮコントローラにＮＥＳを装着してＶｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬで設計し、ＭｏｄｅｌＳｉｍでシミュレーションした。４個のＣＡＮノードのＮＩＤは４、８、１６、３２に設定したし、スニッフィングは直ぐには悪影響を及ぼさないため、一般の攻撃とスプーフィング攻撃の二つに対してのみシミュレーションを遂行した。
【0105】
図７は一般の攻撃に対処する場合であって、最初は正常動作をしていて、一定の時間が経過した後にＩＤＳで占領された４番ノード（ＮＩＤ＝３２）を感知し、４番ノードがデータフレームを送信するたびにＩＤＳがエラーフレームを発生させて４番ノードのＴＥＣを増加させる。以後、４番ノードが伝送するたびにＩＤＳがＴＥＣを増加し続けてバスオフにさせる。
【0106】
図８はスプーフィング攻撃に対処する場合であって、占領された４番ノード（ＮＩＤ＝３２）が１番ノード（ＮＩＤ＝４）を盗用してデータフレームを送信する。しかし、１番ノードは送信中ではないのに自身のＮＩＤを感知したので、攻撃と認識してエラーフレームを発生させて４番ノードのＴＥＣを増加させる。以後、４番ノードが１番ノード（ＮＩＤ＝４）を盗用するたびに１番ノードがＴＥＣを増加し続けてバスオフにさせる。
【0107】
ＣＡＮバスでは、ノードのうち一つがハッキングされて悪意のデータフレームを伝送してもいずれのノードが問題であるかを識別することが難しい。本発明では既存のＣＡＮコントローラを修正して、ＣＡＮバスで発生し得る多様な攻撃シナリオに対し対処が可能な方法を提案した。
【0108】
このような、ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処方法はアプリケーションで具現されるか、多様なコンピュータ構成要素を通じて遂行行され得るプログラム命令語の形態で具現されて、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され得る。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体はプログラム命令語、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。
【0109】
前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるプログラム命令語は、本発明のために特別に設計されて構成されたものなどであり、コンピュータソフトウェア分野の当業者に公知になっている使用可能なものであってもよい。
【0110】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスクおよび磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）のような磁気－光媒体（ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｄｉａ）、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令語を保存し遂行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。
【0111】
プログラム命令語の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを使ってコンピュータによって実行され得る高級言語コードも含まれる。前記ハードウェア装置は本発明に係る処理を遂行するために一つ以上のソフトウェアモジュールで作動するように構成され得、その逆も同様である。
【0112】
図９は、本発明の一実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置のブロック図である。
【0113】
本発明に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置（１０、以下装置）は、ＣＡＮバスがブーティングされる時個別ノードに固有ＩＤを自動で付与する物理層セキュリティを提案する。
【0114】
図９を参照すると、本発明に係る装置１０は自動ＩＤ設定部１１０、ＮＩＤ保存部（図示されず）、状態マシン１８０および伝送バッファ１４０を含む。一実施例で、本発明の装置１０は提案した技法を、Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬを利用してＣＡＮコントローラに具現することができる。また、ＣＡＮコントローラはＣＡＮシステムに具現されたり、ＣＡＮバス上のノードに具現されたりし得る。
【0115】
他の実施例として、本発明の装置１０はＣｌｏｃｋ ＤｉｖＩＤｅｒ１２０、Ｂｉｔ Ｔｉｍｅ Ｌｏｇｉｃ１３０、Ｒｅｃｅｉｖｅ ＦＩＦＯ Ｂｕｆｆｅｒ１５０、Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ Ｆｉｌｔｅｒ１６０およびＣＲＣ１７０のうち少なくとも一つをさらに含むことができる。
【0116】
本発明の前記装置１０はＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティを遂行するためのソフトウェア（アプリケーション）が設置されて実行され得、前記自動ＩＤ設定部１１０、前記ＮＩＤ保存部（図示されず）、前記状態マシン１８０および前記伝送バッファ１４０の構成は、前記装置１０で実行される前記ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティを遂行するためのソフトウェアによって制御され得る。
【0117】
前記装置１０は別途の端末であるかまたは端末の一部のモジュールであり得る。また、前記自動ＩＤ設定部１１０、前記ＮＩＤ保存部（図示されず）、前記状態マシン１８０および前記伝送バッファ１４０の構成は統合モジュールで形成されるか、一つ以上のモジュールからなり得る。しかし、これとは反対に各構成は別途のモジュールからなってもよい。
【0118】
前記装置１０は移動性を有するか固定され得る。前記装置１０は、サーバー（ｓｅｒｖｅｒ）またはエンジン（ｅｎｇｉｎｅ）の形態であり得、デバイス（ｄｅｖｉｃｅ）、機構（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＵＥ（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）、携帯機器（ｈａｎｄｈｅｌｄ ｄｅｖｉｃｅ）等の他の用語で呼ばれ得る。
【0119】
前記装置１０はオペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＯＳ）、すなわちシステムを基盤として多様なソフトウェアを実行したり製作することができる。前記オペレーティングシステムはソフトウェアが装置のハードウェアを使用できるようにするためのシステムプログラムであって、アンドロイドＯＳ、ｉＯＳ、ウインドウモバイルＯＳ、バダＯＳ、シンビアンＯＳ、ブラックベリーＯＳなどのモバイルコンピュータオペレーティングシステムおよびウインドウ系列、リナックス系列、ユニックス系列、ＭＡＣ、ＡＩＸ、ＨＰ－ＵＸなどのコンピュータオペレーティングシステムをすべて含むことができる。
【0120】
本発明では図１０のように、ＣＡＮバス攻撃に対処する。本発明ではＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＮＥＳ（Ｎｏｄｅ Ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）というハードウェアを使う。ＩＤＳはデータフレームの内容を分析して現在送信中であるノードがハッキングされたノードであるかを判断する。ＮＥＳはＩＤＳがハッキングされたノードであると指し示した特定ノードをＣＡＮバスで追放する機能を遂行するブロックであって、一般的なＣＡＮバスにはない機能である。
【0121】
ＩＤＳはＣＡＮバスを常にモニタリングしていて、あるノードが悪意のデータフレームを送信する場合、データの内容を分析してノードがハッキングされたことを感知する。以後、ハッキングされたノードが送信するたびにデータの内容にかかわらずＮＥＳがエラーフレームを発生させて送信を防ぐ。
【0122】
ハッキングされたノードはデータを送信するたびに送信エラーカウントが持続的に増加し、エラーパッシブ状態を経てバスオフ状態となってこれ以上送信が不可能になる。本発明では図１０のようにＣＡＮバス内部のすべてのノードに固有ＩＤが指定されている。
【0123】
もし、ＣＡＮコントローラごとに生産時に固有ＩＤを指定すれば固有ＩＤのビット数が過度に増加し、すべてのノードが車両に装着された後に固有ＩＤを指定すれば部品の取り替え時ごとに固有ＩＤを再指定しなければならない。本発明ではこのような問題点を解決するために、ＣＡＮバスがブーティングする時に各ノードの固有ＩＤを自動で付与する方案を提案する。
【0124】
前記自動ＩＤ設定部１１０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値に到達すると、ＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する。以後、ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤを、互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）で設定する。
【0125】
前記ＮＩＤ保存部（図示されず）はクロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させる前に劣性信号を感知したりしたノードのＮＩＤを保存する。
【0126】
前記状態マシン１８０はＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると、再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定してデータフレームを送信する。
【0127】
前記伝送バッファ１４０はバスラインに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせて通信を開始するようにする。
【0128】
本発明ではすべてのノードがＢｏｏｔ－ｕｐされる時に自動でノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を設定する。ＮＩＤを設定する方法は「すべてのオシレータは誤差が存在する。」という点を利用するが、ＣＡＮバスに連結されたノードがＢｏｏｔ－ｕｐされる場合、クロックカウントを開始して十分に大きい値（例えば、十分に大きい値を１６’ｈＦＦＦＦに設定する）に到達すると、図１０のように（１）ＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する。データフレームを送信したのでＣＡＮバスには劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号が現れる。
【0129】
（２）クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了した後にＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させたりする前に劣性信号を感知したノードは、他のノードが先にＣＡＮバスを使っているわけであるのでクロックカウントを初期化し、通信が終了することを待ってバスに現れるＮＩＤを記憶する。
【0130】
（３）ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳはＡｃｋ信号を送る。（４）ＩＤＳからＡｃｋ信号を受信したノードはＴＩＤをＮＩＤで設定する。ＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定してデータフレームを送信する。
【0131】
（５）この過程を繰り返してバスに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせ、ノードは通信を開始する。
【0132】
例えば、ＣＡＮバスがブーティングされる時にクロックカウントを基盤として各ノードの固有ＩＤを設定する。図２のように、すべてのノードはブーティングされるとともにクロックカウントを開始する。クロックオシレータ回路には偏差が存在するので、あるノードのクロックカウントが先に１６′ｈＦＦＦＦに到達すると、その瞬間に該当ノードのＩＤを１に設定してデータフレームを送信する。
【0133】
この時、ＩＤＳからＡｃｋ信号を受信すると、設定したアドレスを固有ＩＤに設定する。反面、クロックカウントが増加する途中にＲｘ信号が劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）に感知されると、クロックカウントを初期化して待機する。この時、各ノードはクロックカウントの初期化回数を記憶する。
【0134】
バスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始し、クロックカウントが１６′ｈＦＦＦＦになる瞬間にクロックカウントの初期化回数に１だけ足した値を計算しておいてから、ＩＤＳからＡｃｋ信号を受信するとこの計算値を固有ＩＤに設定する。
【0135】
一実施例で、最も先にクロックカウントが１６′ｈＦＦＦＦに到達するノードがＩＤ＝１となり、他のノードはクロックカウントが初期化され、残ったノードのうち最も先にクロックカウントが１６′ｈＦＦＦＦに到達するノードがＩＤ＝２となり、他のノードは同様にクロックカウントが初期化される。このようにしてバスに連結されたすべてのノードのアドレスを設定する。
【0136】
本発明でノードの固有ＩＤを設定するためにオシレータの微細な誤差を利用してクロックカウントの差を発生させるためには、クロックカウントを十分に多く遂行しなければならない。しかし、クロックカウントを多く遂行するとＣＡＮバスに連結されているノードの固有ＩＤを設定するまでにかかる時間が長くなる短所がある。
【0137】
反面、固有ＩＤを設定する時間を短縮させるためにクロックカウントを少し遂行すると、ノードのクロックカウントの差が発生しないため同一の固有ＩＤが設定される問題が発生し得る。したがって、クロックカウントの遂行と固有ＩＤを設定する時間は互いにトレードオフ（Ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ）の関係である。
【0138】
同一の固有ＩＤが設定される問題はノードが通信を開始した以後に発見することができる。大別すると、同一の固有ＩＤが設定されたノードが同時にデータを送信する場合と同一の固有ＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合である。発見した問題を解決する方法は次の通りである。
【0139】
イ．同時にデータを送信する場合
【0140】
同一の固有ＩＤが設定されたノードが同時にデータを送信する場合は、大別すると、同じデータを送信する場合と互いに異なるデータを送信する場合がある。
【0141】
同一の固有ＩＤが設定されたノードが同時に同一のデータを送信する場合、両ノードはいずれもデータの伝送目的を達成することになるので、問題が発生しない。
【0142】
図１１を参照すると、（１）同一のＮＩＤが設定されているノード１とノード４が同時に互いに異なるデータを送信する場合（２）データフィールド（Ｄａｔａ ｆｉｅｌｄ）を送信する過程でビット（Ｂｉｔ）エラーが発生する。
【0143】
データフィールドでビットエラーが発生する過程を詳察すると、図１２のように、ノード４のデータフィールドの８番目のビットを送信する過程でノード１に押されてビットエラーが発生する。データフレームを送信中であるノード１とノード４はエラーフレームを受信したのでＴＥＣが増加し、バス休止（ＩＤＬＥ）状態になるとノード１とノード４は再びデータフレームを送信する。
【0144】
そして、再びノード４のデータフィールドの８番目のビットを送信する過程でノード１に押されてビット（Ｂｉｔ）エラーが発生する。このような現象を利用して、ノードがデータフレームを送信する時にデータフィールドでビットエラーが発生する場合、データフィールドの何番目のビットでエラーが発生するかを記憶し、（３）３回連続して同じところでビットエラーが発生すると、エラーフレームを送信せずに同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更する。
【0145】
３回連続データフィールドの同じところでビットエラーが発生することで同一のＮＩＤが設定されたと判断する理由は次の通りである。ノイズまたはＣＡＮバスの問題でビットエラーが発生する確率は３．１×１０－９であるが、３回連続データフィールドの同じところでビットエラーが確率は２９．８×１０－２９であって非常に小さいためである。また、４回以上とする場合には正常なノードのＴＥＣが不要に多く増加し得る。
【0146】
ロ．ノードのうち一つがデータを送信する場合
【0147】
図１３のように、（１）同一の固有ＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合、データを送信しないノードが（２）Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーを発生させる。Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄでエラーが発生する過程を詳察すると。図１４のように、ノード１は、自身は送信中の状態ではないのに自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に現れるのでエラーフレームを送信しＲＥＣを増加させる。
【0148】
データを送信中であるノード４は、エラーフレームを受信したのでＴＥＣが増加し、バス休止（ＩＤＬＥ）状態になるとノード４は再びデータフレームを送信する。そして、再びノード１がＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーを発生させる。
【0149】
このような現象を利用して、ノードがデータフレームを送信する時にデータを送信しないノードが、自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に（３）３回連続現れると同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更する。
【0150】
３回連続自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に現れることで同一のＮＩＤが設定されたと判断する理由は、ノイズまたはＣＡＮバスの問題でビットエラーが発生する確率は３．１×１０－９であるが、３回連続Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄで自身のＮＩＤが現れる確率は２９．８×１０－２９であって非常に小さいためである。また、４回以上とする場合には正常なノードのＴＥＣが不要に多く増加し得る。
【0151】
設定したＮＩＤをデータフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットに満たして送信するとＮＩＤがフィンガープリント（Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）の役割をするので、いずれのノードがデータフレームを送信するかが分かるようになる。
【0152】
バスの構成は既存のＣＡＮバスに追加的にＩＤＳ（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を連結したのであるが、ＩＤＳは侵入感知システムであって、図１５の表のようにＭＩＤ（Ｍｅｓｓａｇｅ ＩＤ）とＤＬＣ（Ｄａｔａ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ）により送信できるデータの範囲を事前に設定してＩＤＳとノードに予めアップデートしておく。
【0153】
図１６は、ハッキングされたノードが悪意のデータフレームを送信してＣＡＮバスを過負荷にさせたり他のノードを誤動作させたりする攻撃に対処する過程である。ＩＤＳはＣＡＮバスを持続的にモニタリングしているが、（１）ＭａｌｉｃｉｏｕｓノードがＭＩＤ＝０ｘ１０２、ＤＬＣ＝４ｂ００１０、Ｄａｔａ＝０ｘ２０００を送信すると（２）ＩＤＳは事前にアップデートされている表と異なっていることを見て現在のデータフレームを送信中であるノードがハッキングされたノードと判断する。
【0154】
（３）ハッキングされたノードを感知したＩＤＳはエラーフレームを送信し、（４）データフレームを送信中のエラーフレームを受信したＭａｌｉｃｉｏｕｓノードはＴＥＣが増加することになる。さらに他の攻撃である他の正常ノードを盗用する攻撃は発生できないが、その理由はすべてのノードが、固有ＮＩＤが設定されているので変更できないためである。
【0155】
ＣＡＮバス上のノードにはアドレスがないので、ハッキングされて悪意のデータフレームを伝送してもいずれのノードがハッキングされたかを識別することが難しい。本発明では、既存のＣＡＮコントローラを修正してＣＡＮバスがブーティングするたびに自動でノードの固有ＩＤを定め、これを通じてＣＡＮバス内部の攻撃から安全に防御することができる。
【0156】
図１７は、本発明の一実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法のフローチャートである。
【0157】
本実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、図９の装置１０と実質的に同じ構成で進行され得る。したがって、図９の装置１０と同じ構成要素は同じ図面番号を付与し、重複する説明は省略する。
【0158】
また、本実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティを遂行するためのソフトウェア（アプリケーション）により実行され得る。
【0159】
本発明は、ＣＡＮバスがブーティングされる時に個別ノードに固有ＩＤを自動で付与する物理層セキュリティを提案する。
【0160】
図１７を参照すると、本実施例に係るＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスラインに連結されたノードがブーティング（Ｂｏｏｔ－ｕｐ）される場合、クロックカウントを開始して臨界値（例えば、１６’ｈＦＦＦＦ）に到達すると、ＴＩＤ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ＩＤ）を設定してデータフレームを送信する（段階Ｓ１００）。
【0161】
クロックカウント動作中に劣性（Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ）信号を感知したり、クロックカウントを完了してＴｘ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）信号を発生させたりする前に劣性信号を感知したノードは、バスに現れる互いに異なる各ノードの固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を保存する（段階Ｓ２００）。
【0162】
この時、ノードはクロックカウントを初期化して通信が終了することを待機する。設定したＮＩＤは、データフレームを送信する時にメッセージＩＤ領域の下位４ビットに設定したＮＩＤを記載して送信することができる。
【0163】
ＴＩＤを設定したデータフレームを送信したＩＤＳから送信されたＡｃｋ信号を受信したノードのＴＩＤをＮＩＤで設定する（段階Ｓ３００）。
【0164】
ＣＡＮバスが休止（ＩＤＬＥ）状態になると再びクロックカウントを開始してクロックカウントが設定した値に到達すると、ＴＩＤを最後にバスラインに現れたＮＩＤに１だけ足した値で設定してデータフレームを送信する（段階Ｓ４００）。
【0165】
前記段階（段階Ｓ１００～段階Ｓ４００）を繰り返し遂行してバスラインに連結されたすべてのノードのＮＩＤを設定すると、ＩＤＳでエラーフレームを送信して各ノードにＮＩＤ設定が完了したことを知らせ、ノードは通信を開始する（段階Ｓ５００）。
【0166】
同一のＮＩＤが設定されたノードが同時に互いに異なるデータを送信する場合、データフレームを送信する時にデータフィールド（Ｄａｔａ ｆｉｅｌｄ）でビット（Ｂｉｔ）エラーが発生する。ビット（Ｂｉｔ）エラーが発生すると、データフィールドの何番目のビットでエラーが発生するかを保存する。
【0167】
また、予め設定された回数（例えば、３回）だけ連続して同じところでビットエラーが発生する場合、エラーフレームを送信せずに同一のＮＩＤが設定されたと判断してＮＩＤを変更する。
【0168】
同一のＮＩＤが設定されたノードのうち一つがデータを送信する場合、データを送信しないノードがＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ＲＴＲデータを受信する過程でエラーを発生させる。
【0169】
ノードがデータフレームを送信する時、データを送信しないノードが自身のＮＩＤがＣＡＮバス上に予め設定された回数（例えば、３回）だけ連続して現れるかをチェックする。自身のＮＩＤが予め設定された回数だけ連続して現れる場合、同一のＮＩＤが設定されたと判断して自身のＮＩＤを変更する。
【0170】
以下では本発明の性能を検証するためのシミュレーション結果を説明する。本発明では既存のＣＡＮコントローラにＮＥＳを追加してＶｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬを利用して具現したし、ＩＤＥＣ（ＩＣ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ）で提供したＭｏｄｅｌＳｉｍでシミュレーションした。
【0171】
シミュレーションでは二つの状況を確認したが、一つはＣＡＮバスがブーティングされながら自動でノードの固有アドレスを付与する状況であり、他の一つは内部攻撃がなされこれに対する防御がなされる状況である。
【0172】
図１８は、ＣＡＮバスがブーティングされながら自動でノードの固有アドレスを付与するシミュレーション結果である。最初にブーティングが開始され、各ノードはクロックカウントを増加させる。
【0173】
図１８を参照すると、最も先にクロックカウントが１６‘ｈＦＦＦＦになったａｕｔｏ＿ｃｏｎ２ノードが固有ＩＤとして１が付与され、ａｕｔｏ＿ｃｏｎ１ノードとａｕｔｏ＿ｃｏｎ３ノードはクロックカウント中にＲｘ信号がＲｅｃｅｓｓｉｖｅに感知されることによりクロックカウントを初期化する。この時、ａｕｔｏ＿ｃｏｎ１、ａｕｔｏ＿ｃｏｎ３ノードはクロックカウントの初期化回数（この時点では１）を記憶する。
【0174】
バスが休止状態になると再びクロックカウントを開始する。このような方式でａｕｔｏ＿ｃｏｎ１ノードとａｕｔｏ＿ｃｏｎ３ノードの順で固有ＩＤ設定を完了する。十分な時間の間バスが空いていることになるとすべてのノードはＩＤ付与作業が完了したと判断して、実際の動作を開始しながらデータフレームの送受信を開始する。
【0175】
図１９は、各ノードの固有ＩＤが設定された以後に内部攻撃が始まり、これに対する対処がなされるシミュレーション結果である。このシミュレーションでは、４個のＣＡＮノードのＩＤが４、８、１６、３２に設定されたと仮定した。図１９では、最初は正常動作をしていて、一定時間後にＩＤＳでデータフレームのデータを見てＩＤが４であるノードがハッキングされたことを感知した。
【0176】
以後には、ＩＤが４である内部攻撃ノードがデータフレームを送信するたびにエラーフレームを発生させて該当ノードのＴＥＣを増加させる。この作業はＩＤが４である内部攻撃ノードがデータフレームを伝送するたびになされ、該当ノードのＴＥＣが増加し続けて、結局はエラーパッシブ状態を経てバスオフ状態となる。
【0177】
本発明のＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法によると、ＣＡＮバスでブーティング時ごとに個別ノードに固有ＩＤを自動で付与して各ノードを区別する。本発明はブーティング時ごとに固有ＩＤであるＮＩＤ（Ｎｏｄｅ ＩＤ）を割り当てるため、部品の取り替えにかかわらず容易に適用が可能でありながらも固有ＩＤのビット数を大きく減らすことができる。
【0178】
また、ＩＤＳとＣＡＮコントローラのＮＩＤを設定しておく方式で、ＣＡＮバス上で発生し得るすべてのネットワーク攻撃に対して対処することができる。これに伴い、使用者の安全性を高めることができ、セキュリティ性能を強化することができる。
【0179】
このようなＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ方法はアプリケーションで具現されるか、多様なコンピュータ構成要素を通じて遂行され得るプログラム命令語の形態で具現されて、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され得る。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体はプログラム命令語、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。
【0180】
前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるプログラム命令語は、本発明のために特別に設計されて構成されたものなどであるかコンピュータソフトウェア分野の当業者に公知になっている使用可能なものであってもよい。
【0181】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスクおよび磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）のような磁気－光媒体（ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｄｉａ）、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令語を保存し遂行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。
【0182】
プログラム命令語の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを使ってコンピュータによって実行され得る高級言語コードも含まれる。前記ハードウェア装置は本発明に係る処理を遂行するために一つ以上のソフトウェアモジュールで作動するように構成され得、その逆も同様である。
【0183】
以上では実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることが理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【0184】
今日殆どの自動車の場合、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信プロトコルを使って車両内部の主要電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）をバス型トポロジー（Ｂｕｓ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）方式で連結する。本発明はＣＡＮバス上で発生する悪意のノードを識別して速かに対処して事故に備えるので、ＣＡＮ通信を使う自動車のＥＣＵおよびその他の装置に便利に活用可能である。
【符号の説明】
【0185】
１：ＣＡＮバス物理層でハッキングされたノードの対処システム
１０：ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置
１０：ＣＡＮバスでノードＩＤ自動設定を通じての物理層セキュリティ装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】