[发明专利]一种控制器区域网总线安全通信方法、装置及系统

权利要求书

1.一种控制器区域网CAN总线安全通信系统，其特征在于，包括网关电子控制单元ECU、与所述网关ECU相连接的至少一个CAN总线；其中，每个CAN总线上连接有至少一个CAN总线ECU，所述至少一个CAN总线ECU中包括第一CAN总线ECU，其中：

所述网关ECU，用于生成随机数并通过所述至少一个CAN总线向所述至少一个CAN总线ECU发送所述随机数；

所述第一CAN总线ECU，用于获取所述网关ECU发送的所述随机数，并基于第一CAN标识符的密钥、第一CAN标识符的计数值、第一CAN报文的数据以及所述网关ECU发送的所述随机数，生成第一信息认证码，其中，第一CAN标识符的密钥由所述CAN总线安全通信系统为所述第一CAN标识符预先分配，第一CAN标识符的计数值根据所述第一CAN总线ECU使用所述第一CAN标识符传输CAN报文的数量确定，且随所述第一CAN总线ECU使用所述第一CAN标识符传输CAN报文的数量的变化而变化，第一CAN报文为所述第一CAN总线ECU待发送的报文，且所述第一CAN总线ECU使用所述第一CAN标识符发送所述第一CAN报文；

所述第一CAN总线ECU，还用于基于第二CAN报文和所述第一CAN标识符的密钥进行加密运算，以得到第一加密运算结果，并对所述第一加密运算结果、所述第一信息认证码、所述第一CAN标识符的计数值、所述第一CAN报文的数据进行等长加密运算，以得到加密认证的第一CAN报文，并发送所述加密认证的第一CAN报文；

其中，所述第二CAN报文为所述第一CAN总线ECU的历史CAN报文。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网关ECU具体用于：

基于第三CAN报文和第二CAN标识符的密钥，得到第一随机数发送密钥，其中，所述网关ECU使用所述第二CAN标识符向所述至少一个CAN总线ECU发送CAN报文，所述第二CAN标识符的密钥由所述CAN总线安全通信系统为所述第二CAN标识符预先分配，所述第三CAN报文为所述网关ECU的历史CAN报文；

基于所述第一随机数发送密钥以及所述网关ECU待发送的随机数，生成第一随机数信息认证码；

对所述第一随机数发送密钥和所述第三CAN报文进行加密运算，以得到第二加密运算结果；

对所述第二加密运算结果、所述第一随机数信息认证码、所述待发送的随机数进行等长加密运算，以得到加密认证的随机数；

向所述至少一个CAN总线ECU，发送所述加密认证的随机数。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一CAN总线ECU，还用于：

获取所述第二CAN标识符、所述第三CAN报文以及所述加密认证的随机数；

基于所述第二CAN标识符的密钥和所述第三CAN报文，得到第二随机数发送密钥；

对所述第二随机数发送密钥以及所述第三CAN报文进行加密运算，以得到第三加密运算结果；

对所述第三加密运算结果和所述加密认证的随机数进行等长解密运算，以得到第一随机数解密信息认证码；

基于所述网关ECU发送的所述随机数与所述第二随机数发送密钥，生成第二随机数信息认证码；

若所述第一随机数解密信息认证码和所述第二随机数信息认证码一致，则确定所述网关ECU发送的所述随机数合法。

4.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个CAN总线ECU中还包括第二CAN总线ECU，所述第二CAN总线ECU用于：

获取所述加密认证的第一CAN报文，并对所述加密认证的第一CAN报文进行解密，以得到第一解密信息认证码、第一CAN报文的解密数据、第一CAN标识符的第一解密计数值；

获取所述网关ECU发送的所述随机数，并基于所述第一CAN标识符的密钥、所述网关ECU发送的所述随机数、所述第一CAN标识符的第一解密计数值和所述第一CAN报文的解密数据，生成第二信息认证码；

若所述第一解密信息认证码和所述第二信息认证码一致，且所述第一CAN标识符的第一解密计数值合法，则确定所述加密认证的第一CAN报文合法。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一CAN标识符的第一解密计数值合法是指所述第一CAN标识符的第一解密计数值在预设的计数值允许误差范围内。