文章总结: 本文档详细介绍了UDS诊断协议中ISO14229-1标准的29服务(Authentication身份验证),该服务在2020版本中新增,用于应对网联汽车安全风险。文档阐述了两种认证机制:基于PKI证书交换的APCE(非对称加密)和基于挑战确认的ACR(对称/非对称加密),并详细说明了单向与双向认证流程。同时介绍了29服务的请求/响应格式、子功能参数定义及常用NRC错误码,为汽车诊断安全通信提供了技术实现参考。 综合评分: 78 文章分类: 车联网安全,安全标准,渗透测试,安全建设,其他
UDS诊断(ISO14229-1) 29服务
谈思实验室
2026年2月10日 19:29 上海
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01
功能简介
29服务,即 Authentication(身份验证)服务,该服务的目的是为客户提供一种证明其身份的方法,使其能够访问出于安全等原因而限制访问的数据和/或诊断服务。
29服务是在ISO 14229-2020版本中首次增加的为应对网联汽车日益增加的安全风险的新服务。
需要认证服务保护的情况包括:调用server的例程服务,数据的上传或下载相关服务、通过诊断服务读取内存中特定地址存储的数据。
1.信息安全概念相关背景知识
- 对称加密:通信双方加密和解密使用相同的密钥
- 非对称加密:通信双方各有一对密钥,分为公钥和私钥,信息的加密使用公钥,解密使用私钥,公钥双方共享,私钥只有自己知道,以此避免消息泄露
- PKI 是Public Key Infrastructure的首字母缩写,翻译过来就是公钥基础设施;PKI的主要任务是在开放环境中为开放性业务提供基于非对称密钥密码技术的一系列安全服务,包括身份证书和密钥管理、机密性、完整性、身份认证和数字签名等。
- CVC 是指在一个在非常紧凑格式下存储的公钥证书
- X.509 是密码学里公钥证书的格式标准。X.509证书里含有公钥、身份信息(比如网络主机名,组织的名称或个体名称等)和签名信息(可以是证书签发机构CA的签名,也可以是自签名)。
- 挑战确认(Challenge-Response) 认证流程:
- 客户端向服务器发出认证请求;
- 认证服务器判定用户是否合法,若不是,则不做进一步的处理;
- 认证服务器内部产生一个随机数,作为Challenge,发送给用户;
- 客户将口令和随机数合并,使用单向哈希函数 ( 例如MD5算法 ) 生成一个字节串作为Response;
- 认证服务器将Response与自己的计算结果比较,如两者相同,则通过一次认证,反之认证失败;
- 认证服务器通知客户端认证成功或失败。
2. 支持的安全概念(Security Concepts)
29服务支持两个安全概念:
- APCE: 采用非对称加密的基于PKI证书交换程序的认证
- ACR: 采用对称或非对称加密的基于挑战确认(Challenge-Response)流程的认证
APCE 和 ACR 的区别:
总之,APCE 这种方式是一种更加标准化的一种,目前是行业里面的主流方式。
3. APCE认证流程
上图是APCE的认证流程图,包括单向认证和双向认证。
1、单向认证流程
- Client 通过 VerifyCertificateUnidirectional(2) 向 Server 发送带有 Client公钥 的证书。
- Server 收到证书后会 验证证书的有效性(3) ,如果 Client 不合法,则停止流程,验证失败,返回否定响应,如果合法则继续之后的流程。
- Server 创建Challenge(4),并向 Client 发送针对证书的Challenge消息(7),请求Client对所发证书的所有权证明,消息中包含认证所需的随机数。
- Client 收到Challenge后使用私钥计算所有权证明客户端(10),并且通过SubFunction ProofOfOwnership(11)发送所有权证明客户端。
- Server 使用来自Client的公钥验证所有权客户端(12),与Challenge消息比较,如果验证成功,则根据访问权限(14),授予对诊断对象的访问权限。并向Client发送相应的响应,表示认证成功。
2、双向认证流程
- Client 创建Challenge客户端(1),并通过SubFuntion Vertify Certificate Bidirectional向Server发送Challenge客户端和含有公钥的证书客户端。
- Server验证证书是否有效(3),如果无效,则验证失败,返回否定响应。如果有效,则进行后续的流程。
- Server创建Challenge服务端,并且通过客户端发来的Challenge和自己的私钥计算出所有权证明(6),并向Client发送Challenge服务端、服务端证书、服务端的所有权证明以及临时公钥(7)。
- Client根据所得的临时公钥验证服务器证书和所有权证明是否有效(8),有效之后根据服务端发来的Challenge和客户端私钥计算客户端所有权证明(10),并通过ProofOfOwnership向Server发送客户端所有权证明(11)。
- Server收到所有权证明后进行验证是否通过(12),通过后发送访问权限(14)以及相应的响应(15),认证成功。
图中(5),(9)跟安全诊断通信有关,(16),(17),(18)跟创建会话密钥有
4. ACR认证流程
上图是 ACR 的认证流程图,包括单向认证和双向认证。
ACR认证前提条件
- 非对称加密: 具有客户端密钥对:客户端存在客户端私钥,服务器中存在客户端公钥。如果是双向认证的话,还需要在服务器端加个密钥对:客户端存在服务器公钥,服务器端存在服务器私钥。
- 对称加密: 和27服务的流程相似,在客户端和服务端同时存在对称密钥。
1、单向认证流程
- Client通过RequestChallengeForAuthentication请求验证(1)。
- Server创建Challenge数据(2)并发送Challenge数据(3)。
- Client计算所有权证明(5)。
- Client通过VerifyProofOfOwnershipUnidirectional发送所有权证明(7)。
- Server验证所有权证明(8),如果验证成功发送访问权限。
其中(14),(15),(16)是关于建立会话密钥使用的。
2、双向认证流程
- Client通过SubFunction RequestChallengeForAuthentication请求验证(1)。
- Server创建Challenge数据(2),并且发送Challenge数据(3)。
- Client创建Challenge数据(4),并且计算Client所有权证明,并通过VerifyProofOfOwnershipBidirectional发送给服务器端(7)。
- Server验证所有权证明(8)。
- 如果验证成功,Server计算所有权证明(9),并且发送访问权限(11)。
- Client验证服务器的所有权证明(13),如果验证成功,访问成功。
02
请求和响应
1、请求
基本格式
归纳起来,诊断的request格式无非以下两种:
即有无sub-function的区别。Parameter可以是DID,可以是输入参数,可以是自定义的值,字节数视具体要求而定。
以 29 01 、 29 02 为例
2、子功能
子功能参数定义(1字节数据):
Bit7:抑制肯定响应消息指示位suppressPosRspMsgIndicationBit
- 0=False:需要肯定响应
- 1=True:禁止肯定响应
Bit6-0:子功能参数值(0x00~0x7F)
3、肯定响应
基本格式:
要注意,第一个字节是由SID和0x40的和构成。这里的Parameter项是optional的,具体要看协议规定。
4、否定响应
基本格式:
<0x7F> +
看起来比较简单,格式比较固定,只要是Negative Response,第一字节就是0x7F,第二字节照抄原来的SID,第三个字节是错误响应码,指示具体错误响应的原因
5、NRC优先级
在ISO14229-1中未明确定义NRC优先级,可以参考下方优先级顺序:
NRC 判断优先级顺序:
备注:可以使用 0x50 到 0x5D 的NRC,也可以使用通用 NRC10。
03
UDS中常用 NRC
来源:CSDN@「up up day」
https://blog.csdn.net/m0_56208280/article/details/148351908
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