電動(dòng)汽車(chē)信息安全網(wǎng)關(guān)研制與wolfSSL協(xié)議研究.pdf

1、發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是汽車(chē)行業(yè)的趨勢(shì)，將車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)，在提升用戶(hù)乘車(chē)體驗(yàn)、改善交通管理現(xiàn)狀同時(shí)也帶來(lái)汽車(chē)聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性。同時(shí)車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)汽車(chē)內(nèi)部通信總線的帶寬和拓展性提出更高的要求，發(fā)展更符合要求的總線技術(shù)迫在眉睫，針對(duì)這一現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)外正在開(kāi)展關(guān)于車(chē)載以太網(wǎng)技術(shù)的研究。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息安全事件層出不窮，還未形成成熟的車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息安全解決辦法。本文分析目前國(guó)內(nèi)車(chē)企車(chē)聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)的安全隱患，根據(jù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息安全功能需求

2、，參考互聯(lián)網(wǎng)信息安全設(shè)計(jì)思路，研制電動(dòng)汽車(chē)信息安全網(wǎng)關(guān)。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)信息安全網(wǎng)關(guān)的硬件系統(tǒng)。采用高通公司MK60DN512VLQ10微處理器作為核心控制芯片設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需求和使用環(huán)境設(shè)計(jì)電源電路、CAN（ControllerAreaNetwork，控制器局域網(wǎng)絡(luò)）通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、LCD（LiquidCrystalDisplay，液晶顯示器）模塊等電路，并完成PCB（PrintedCircuit

3、Board，印制電路板）布局布線等工作。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)信息安全網(wǎng)關(guān)的軟件系統(tǒng)。研究并移植μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)，基于操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)，完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層代碼分層，在此基礎(chǔ)上移植μC/TCP-IP通信協(xié)議棧，參考μC/TCP-IP通信協(xié)議棧源碼設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)基于μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的CAN通信協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)信息安全網(wǎng)關(guān)的基本通信功能。為實(shí)現(xiàn)信息安全功能需求，移植IPSec協(xié)議棧，重點(diǎn)使用IPSe

4、c的ESP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、完整性認(rèn)證。
　　為提高信息安全網(wǎng)關(guān)的加密性能，研究wolfSSL源碼，包括該協(xié)議棧的通信過(guò)程、握手過(guò)程原理和移植注意事項(xiàng)，并完成wolfSSL協(xié)議記錄層移植。
　　最后，搭建實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境，完成信息安全網(wǎng)關(guān)功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，網(wǎng)關(guān)CAN通信功能、以太網(wǎng)通信功能正確實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)關(guān)可正確實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換。IPSec安全協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)包的加密和完整性認(rèn)證。wolfSSL協(xié)議在PC機(jī)上完成仿真實(shí)驗(yàn)，并在信息