$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

CAN 버스에서 노드 ID 자동 설정을 통한 물리 계층 보안 기법
Physical Layer Security Method with CAN Bus Node ID Auto-Setting 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.24 no.2, 2020년, pp.665 - 668  

강태욱 (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ,  이종배 (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ,  이성수 (School of Electronic Engineering, Soongsil University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

자동차 내부의 CAN 버스에서 노드 하나가 해킹을 당한 경우, 차량에 위해를 가하지 못하게 해당 노드를 차단하려면 각 노드를 고유하게 특정하여야 하지만 CAN 버스에는 이러한 기능이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 CAN 버스가 부팅될 때 개별 노드에 고유 ID를 자동으로 부여하는 물리 계층 보안 기법을 제안한다. 제안한 기법을 Verilog HDL을 이용하여 CAN 컨트롤러에 구현하였고, 이를 통해 CAN 버스 노드의 고유 ID가 자동으로 부여되고 악의적인 내부 공격이 차단됨을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

When a node in automotive CAN bus is hacked, such node should be blocked to prevent severe danger in the car. In order to do that, such node should be uniquely identified. However, there is no way to identify individual nodes in a CAN bus. In this paper, a physical layer security method is proposed ...

주제어

#Controller Area Network   #Auto-ID   #Physical Layer Security   #Internal Attack   #Error Counter   #Bus Off  

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 CAN 버스가 부팅될 때 클록 카운트를 기반으로 각 노드의 고유 ID를 설정한다.
  • 본 논문에서는 CAN 버스에서 부팅 때마다 개별노드에 고유 ID를 자동으로 부여하여 각 노드를 구별하는 물리 계층 보안 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 부팅 때마다 고유 ID를 할당하기 때문에 부품 교체와 상관없이 쉽게 적용이 가능하면서도 고유 ID의 비트 수를 크게 줄일 수 있다.
  • CAN 버스 상의 노드에는 주소가 없기 때문에 해킹을 당하여 악의적인 데이터 프레임을 전송하여도 어느 노드가 해킹 당했는지 식별하기 어렵다. 본 논문에서는 기존의 CAN 컨트롤러를 수정하여 CAN 버스가 부팅할 때마다 자동으로 노드의 고유 ID를 정하고 이를 통해 CAN 버스 내부의 공격에서 안전하게 방어하는 기법을 제안하였다. 이를 검증하기 위해 Verilog HDL을 이용하여 CAN 컨트롤러를 설계하였으며 시뮬레이션을 통해 제안한 기법이 성공적으로 노드마다 ID를 자동으로 부여하고 내부공격에 대한 방어를 수행하는 것을 확인하였다.
  • [4]의 기법에서는 그림 1에서처럼 CAN 버스 내부의 모든 노드에 고유 ID가 지정되어 있는데, 서론에서 언급했듯이 CAN 콘트롤러마다 생산 시에 고유 ID를 지정하면 고유 ID의 비트 수가 너무 늘어나고, 모든 노드가 차량에 장착된 다음에 고유 ID를 지정하면 부품 교체 시마다 고유 ID를 재지정해야 한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 CAN 버스가 부팅할 때 각 노드의 고유 ID를 자동으로 부여하는 방법을 제안한다.

가설 설정

  • 해킹당한 노드는 데이터를 송신할 때마다 송신 에러 카운트가 지속적으로 증가하고, 에러 패시브 상태를 지나 버스 오프 상태가 되어더 이상 송신이 불가능하게 된다. 본 논문에서는 IDS가 해킹을 감지할 수 있다고만 가정하고 그 방법에 대해서는 다루지 않는다.
  • 그림 4는 이렇게 각 노드의 고유 ID가 설정된 이후에 내부 공격이 시작되고 이에 대한 대처가 이루어지는 시뮬레이션 결과이다. 이 시뮬에이션에서는4개 CAN 노드의 ID가 4, 8, 16, 32로 설정되었다고 가정하였다. 그림 4에서는 처음에는 정상 동작을 하다가 일정 시간 후 IDS에서 데이터 프레임의 데이터를 보고 ID가 4인 노드가 해킹당한 것을 감지하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이더넷의 MAC는 어떤 역할을 하는가? 이미 해킹되어 CAN 통신을 방해하고 악의적 데 이터를 전송하는 노드를 차단하기 위해서는 가정 먼저 CAN 버스 상에서 개별 노드를 고유하게 특 정하여야 하지만 CAN 버스에는 이더넷의 MAC (Media Access Control) 주소와 같이 개별 노드를 식별할 수 있는 기능이 존재하지 않는다[4]. CAN 콘트롤러 생산 시 하드웨어적으로 고유 ID를 부여 하는 방법도 있으나, 이 경우 모든 칩마다 고유 ID 를 부여하기 위해서는 고유 ID의 비트 수가 크게 늘어나서 CAN 버스의 전송 효율을 크게 떨어뜨린 다.
해킹이 고도화되어 ECU의 통신차단명령을 무시할 수 있는 위협을 막기 위하여 어떤 조치를 취해야 하는가? 그러나 해킹이 고도화되면 해당 ECU의 모든 소프 트웨어 동작을 변조할 수 있으므로 CAN 버스 상 에서 전송되는 정상적 통신 데이터를 모니터링하 여 프로세서 ID 및 통신용 암호키를 유추하고 위조 할 수 있으며 통신 차단 명령도 무시할 수 있다. 따라서 해킹에 의한 통신 방해 및 악의적 데이터 전 송을 원천적으로 방지하기 위해서는 해킹된 노드 의 통신을 CAN 버스 상에서 하드웨어적으로 차단 하여야 한다.
차량에 탑재되는 ECU는 어떤 방법으로 해킹을 방지하는가? 대부분의 자동차 전장 시스템은 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 제어되며 CAN(Controller Area Network) [1]-[3] 버스를 통해 데이터를 주고 받는다. 차량에 탑재되는 ECU에는 프로세서 ID와 통신용 암호키가 고유하게 지정되어 있어서 통신 을 수행할 때마다 프로그램에서 확인하며 해킹이 의심되는 경우 통신을 차단하도록 명령을 내린다. 그러나 해킹이 고도화되면 해당 ECU의 모든 소프 트웨어 동작을 변조할 수 있으므로 CAN 버스 상 에서 전송되는 정상적 통신 데이터를 모니터링하 여 프로세서 ID 및 통신용 암호키를 유추하고 위조 할 수 있으며 통신 차단 명령도 무시할 수 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (5)

  1. ISO 11898-1:2015, "Road Vehicles-Controller Area Network (CAN)-Part 1: Data Link Layer and Physical Signalling", https://www.iso.org/standard/63648.html 

  2. ISO 11898-1:2015, "Road Vehicles-Controller Area Network (CAN)-Part 2: High-Speed Medium Access Unit", https://www.iso.org/standard/67244.html 

  3. ISO 11898-3:2006, "Road Vehicles-Controller Area Network (CAN)-Part 3: Low-speed, Faulttolerant, Medium-dependent Interface", https://www.iso.org/standard/36055.html 

  4. T. Kang, J. Lee and S. Lee, "Counterattack Method against Hacked Node in CAN Bus Physical Layer," j.inst.Korean.electr.electron.eng., vol.23, no.4, pp.1469-1472, 2019. DOI: 10.7471/ikeee.2019.23.4.1469 

  5. J. Lee and S. Lee, "Design and Verification of Automotive CAN Controller," j.inst.Korean.electr. electron.eng., vol. 21, no.2, pp.162-165, 2017. DOI: 10.7471/ikeee.2017.21.2.162 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로