文章总结: 本文深入解析AUTOSARCP入侵检测系统管理(IdsM)规范,详细介绍了安全传感器、IdsM、安全事件存储器、IdsR和车辆安全运营中心等核心组件的功能与交互流程。文档阐述了IdsM的九大用例和过滤器链处理机制,并提供了标准化安全事件定义及配置规范,为汽车网络安全建设提供具体技术参考。 综合评分: 78 文章分类: 车联网安全,安全建设,技术标准,应用安全,解决方案
深入解析AUTOSAR CP入侵检测系统管理(IdsM)规范
谈思实验室
2026年5月10日 18:01 上海
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在当今日益复杂的汽车网络环境中,车辆的安全性能成为了制造商和消费者共同关注的焦点。为了应对潜在的网络攻击和未经授权的访问,AUTOSAR联盟开发了一系列安全相关的规范,其中之一便是入侵检测系统管理器(IdsM)。
01
概念介绍
安全传感器(Security Sensor)
在AUTOSAR架构中,安全传感器(Security Sensor)扮演着至关重要的角色,其基本定义为能够产生安全事件的任何组件。根据AUTOSAR的当前版本,检测安全事件的职责主要落在安全传感器上,而非IdsM或IdsR组件,后者的主要职能是传输安全事件。在AUTOSAR标准中,基础软件模块(BSW)、复杂设备驱动程序(CDD)和业务组件(SWC)均具备充当安全传感器的能力,它们将安全事件(SEv)上报给IdsM进行进一步处理。
AUTOSAR对BSW模块能够报告的安全事件类型进行了标准化,每个BSW模块的规范文档中都会列出它所生成的安全事件类型。这些事件由相应的模块进行报告。此外,业务组件还有能力报告那些在AUTOSAR中未被标准化的自定义安全事件类型。为了详细指定特定ECU所报告的安全事件类型的属性,可以使用安全性摘要(SecXT)这一工具。通过这种方式,AUTOSAR确保了安全事件的有效识别和处理,从而增强了整个车辆系统的安全性。
入侵检测系统管理器(IdsM)
入侵检测系统管理器在车辆网络安全中扮演着关键角色,其主要职责可以归纳为以下几点:
- 安全事件的传输:IdsM的首要任务是接收本ECU内各个传感器产生的安全事件(以下简称为SEv),并将这些事件传递给车内的集中式IdsR组件。IdsR组件进一步将这些安全事件上传至云端,以便进行集中管理和分析。
- 事件检测与过滤:IdsM配备了一套可配置的过滤器,用于对收到的安全事件进行检测和筛选。这些过滤器组成了一个“过滤器链”,只有通过过滤器链的SEv才会被认定为合格的安全事件(QSEv),从而确保了事件处理的准确性和有效性。
- 本地事件存储:根据配置需求,IdsM还可以将QSEv传输至安全事件存储器(Sem),实现在本地ECU上的存储。这样,即使在无法实时传输至云端的情况下,关键的安全事件也能被保存下来,供后续的离线分析使用。
通过这些功能,IdsM不仅加强了车辆对潜在威胁的检测能力,还为安全事件的后续处理和分析提供了坚实的基础。
安全事件存储器(Sem)
安全事件存储器(Sem)是一种专用于汽车电子控制单元(ECU)的存储解决方案,旨在保存与安全相关的事件数据。作为诊断事件管理器(Dem)模块的一部分,Sem提供了一块用户可配置的内存区域,专门用于存储由入侵检测系统管理器(IdsM)生成的安全事件(SEv)。Sem的核心功能是在ECU内部持久化安全事件信息,以便进行深入分析和后续处理,从而支持对潜在网络威胁的有效响应和防范。
入侵检测系统报告器(IdsR)
入侵检测系统报告器(IdsR)是一个关键组件,负责从车辆内多个电子控制单元(ECU)中的IdsM实例收集安全事件。IdsR的主要作用是对收集到的安全事件数据进行增强,例如通过添加地理位置信息等上下文数据,从而提供更全面的事件视图。根据原始设备制造商(OEM)的具体需求,IdsR能够将这些富集后的数据传输到车辆安全运营中心(VSOC),在那里安全事件可以利用安全信息和事件管理(SIEM)解决方案进行深入分析。需要注意的是,AUTOSAR并未直接提供IdsR的具体规范,而是留给OEM和系统集成商根据实际需求进行定制和实现。
车辆安全运营中心(VSOC)
车辆安全运营中心(VSOC)是一个专门设计用于监控、分析和响应车辆网络安全事件的集中式平台。随着汽车行业日益依赖于复杂的电子和网络系统,VSOC成为了确保车辆及其乘客安全的关键基础设施。VSOC主要负责事件收集与聚合、实时监控与分析、威胁情报、响应与恢复、合规性与报告等。
02
功能概述
IdsM模块作为AUTOSAR入侵检测系统(IDS)的核心部分,负责接收来自车载安全传感器的安全事件(SEv)。这些事件可能是由软件组件(SW-C)或复杂设备驱动程序(CDD)生成的。IdsM通过一系列可配置的过滤器对这些事件进行处理,最终生成合格的车载安全事件(QSEv)。这些QSEv可以被存储在本地事件存储器(如Dem/Sem模块)中,或者被发送到其他ECU或安全运营中心(SOC)进行进一步分析。
Autosar中,对于IDS系统主要有如下用例:
- UC1: Collect data about security events (SEv)
- UC2: Filter qualified onboard security events (QSEv) from security event data
- UC3: Locally store QSEv records
- UC4: Forward QSEv to ECU with SOC connection
- UC5: Provide access to locally stored QSEv records
- UC6: Re-configure qualification parameters during operation
- UC7: Update IdsM configuration
- UC8: Protect IdsM configuration
- UC9: Protect IdsM data in transit and in rest
03
模块处理
IdsM模块的设计允许它处理各种类型的安全事件,并通过过滤器链对事件进行分类和处理。这些过滤器包括状态过滤器、采样过滤器、聚合过滤器和阈值过滤器等。每个过滤器都有特定的功能,例如,状态过滤器可以基于车辆的当前状态决定是否丢弃事件,而聚合过滤器则可以将多个事件合并 为一个事件,以减少网络负载。
04
依赖关系
如上图所示IdsM模块与多个AUTOSAR模块有交互,包括诊断通信管理器(Dcm)、非易失性内存(NvM)模块、PDU路由器(PduR)等。这些交互确保了IdsM能够在整个系统中有效地收集和处理安全事件。
05
配置规范
文档提供了IdsM模块的详细配置规范,包括事件缓冲区、上下文数据缓冲区、事件定义、过滤器链、时间戳和签名等。这些配置参数允许系统开发者根据具体需求定制IdsM的行为,以适应不同的应用场景和安全要求。
06
通信协议
Autosar 定义得事件传输格式如下图所示:
07
Autosar标准事件定义
Standardized_SecurityEvents_KeyM
- id-1: KEYM_SEV_INST_ROOT_CERT_OP
- id-2: KEYM_SEV_UPD_ROOT_CERT_OP
- id-3: KEYM_SEV_INST_INTERMEDIATE_CERT_OP
- id-4: KEYM_SEV_UPD_INTERMEDIATE_CERT_OP
- id-5: KEYM_SEV_CERT_VERIF_FAILED
Standardized_SecurityEvents_SoAd
- id-50: SOAD_SEV_DROP_PDU_RX_TCP
- id-6: SOAD_SEV_DROP_PDU_RX_UDP
- id-7: SOAD_SEV_DROP_MSG_RX_UDP_LENGTH
- id-8: SOAD_SEV_DROP_MSG_RX_UDP_SOCKET
- id-9: SOAD_SEV_REJECTED_TCP_CONNECTION
Standardized_SecurityEvents_TcpIp
- id-10: TCPIP_SEV_ARP_IP_ADDR_CONFLICT
- id-11: TCPIP_SEV_DROP_INV_PORT_TCP
- id-12: TCPIP_SEV_DROP_INV_PORT_UDP
- id-13: TCPIP_SEV_DROP_INV_IPV4_ADDR
- id-14: TCPIP_SEV_DROP_INV_IPV6_ADDR
Standardized_SecurityEvents_EthIf
- id-15: ETHIF_SEV_DROP_UNKNOWN_ETHERTYPE
- id-16: ETHIF_SEV_DROP_VLAN_DOUBLE_TAG
- id-17: ETHIF_SEV_DROP_INV_VLAN
- id-18: ETHIF_SEV_DROP_ETH_MAC_COLLISION
Standardized_SecurityEvents_CanIf
- id-19: CANIF_SEV_TX_ERROR_DETECTED
- id-20: CANIF_SEV_RX_ERROR_DETECTED
- id-21: CANIF_SEV_ERRORSTATE_PASSIVE
- id-22: CANIF_SEV_ERRORSTATE_BUSOFF
Standardized_SecurityEvents_Dcm
- id-23: DIAG_SEV_WRITE_INVALID_DATA
- id-24: DIAG_SEV_SECURITY_ACCESS_DENIED
- id-25: DIAG_SEV_COMMUNICATION_CONTROL_SWITCHED_OFF
- id-26: DIAG_SEV_SERVICE_NOT_SUPPORTED
- id-27: DIAG_SEV_SUBFUNCTION_NOT_SUPPORTED
- id-28: DIAG_SEV_INCORRECT_MESSAGE_LENGTH_OR_FORMAT
- id-29: DIAG_SEV_REQUEST_SEQUENCE_ERROR
- id-30: DIAG_SEV_REQUEST_OUT_OF_RANGE
- id-31: DIAG_SEV_REQUESTED_ACTIONS_REQUIRES_AUTHENTICATION
- id-32: DIAG_SEV_SECURITY_ACCESS_NUMBER_OF_ATTEMPTS_EXCEEDED
- id-33: DIAG_SEV_SECURITY_ACCESS_INVALID_KEY
- id-34: DIAG_SEV_SECURITY_ACCESS_REQUIRED_TIME_DELAY_NOT_EXPIRED
- id-35: DIAG_SEV_NUMBER_OF_FAILED_AUTHENTICATION_ATTEMPTS_EXCEEDED
- id-36: DIAG_SEV_CERTIFICATE_FAILURE
- id-37: DIAG_SEV_ECU_UNLOCK_SUCCESSFUL
- id-38: DIAG_SEV_AUTHENTICATION_SUCCESSFUL
- id-39: DIAG_SEV_CLEAR_DTC_SUCCESSFUL
- id-40: DIAG_SEV_ECU_RESET
- id-41: DIAG_SEV_WRITE_DATA
- id-42: DIAG_SEV_REQUEST_DOWNLOAD
- id-43: DIAG_SEV_DTC_SETTING_SWITCHED_OFF
Standardized_SecurityEvents_SecOc
- id-44: SECOC_SEV_MAC_VERIFICATION_FAILED
- id-45: SECOC_SEV_FRESHNESS_NOT_AVAILABLE
Standardized_SecurityEvents_IDSM
- id-46: IDSM_INTERNAL_EVENT_NO_EVENT_BUFFER_AVAILABLE
- id-47: IDSM_INTERNAL_EVENT_NO_CONTEXT_DATA_BUFFER_AVAILABLE
- id-48: IDSM_INTERNAL_EVENT_TRAFFIC_LIMITATION_EXCEEDED
- id-49: IDSM_INTERNAL_EVENT_COMMUNICATION_ERROR
08
总结
AUTOSAR IdsM规范文档为车辆网络安全提供了一个坚实的基础。通过标准化的安全事件处理流程和强大的配置能力,IdsM模块能够有效地提高车辆对网络攻击的防御能力。随着汽车行业对网络安全的重视日益增加,IdsM将成为未来车辆安全架构中不可或缺的一部分。
来源:CSDN博主「Code_Shawn」
https://blog.csdn.net/qq_27718973/article/details/137183414
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