電動汽車信息安全網(wǎng)關研制與wolfSSL協(xié)議研究.pdf

1、發(fā)展電動汽車和車聯(lián)網(wǎng)技術是汽車行業(yè)的趨勢，將車聯(lián)網(wǎng)技術應用于電動汽車，在提升用戶乘車體驗、改善交通管理現(xiàn)狀同時也帶來汽車聯(lián)網(wǎng)的風險性。同時車聯(lián)網(wǎng)技術的應用對汽車內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迫在眉睫，針對這一現(xiàn)狀，國內外正在開展關于車載以太網(wǎng)技術的研究。目前國內外關于車聯(lián)網(wǎng)信息安全事件層出不窮，還未形成成熟的車聯(lián)網(wǎng)信息安全解決辦法。本文分析目前國內車企車聯(lián)網(wǎng)的架構的安全隱患，根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)信息安全功能需求

2、，參考互聯(lián)網(wǎng)信息安全設計思路，研制電動汽車信息安全網(wǎng)關。
　　本文設計并實現(xiàn)了電動汽車信息安全網(wǎng)關的硬件系統(tǒng)。采用高通公司MK60DN512VLQ10微處理器作為核心控制芯片設計最小系統(tǒng)，根據(jù)實際需求和使用環(huán)境設計電源電路、CAN（ControllerAreaNetwork，控制器局域網(wǎng)絡）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。
　　本文設計并實現(xiàn)了電動汽車信息安全網(wǎng)關的軟件系統(tǒng)。研究并移植μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)，基于操作系統(tǒng)開發(fā)以太網(wǎng)驅動，完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層代碼分層，在此基礎上移植μC/TCP-IP通信協(xié)議棧，參考μC/TCP-IP通信協(xié)議棧源碼設計原理，設計基于μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的CAN通信協(xié)議棧，實現(xiàn)電動汽車信息安全網(wǎng)關的基本通信功能。為實現(xiàn)信息安全功能需求，移植IPSec協(xié)議棧，重點使用IPSe

4、c的ESP協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、完整性認證。
　　為提高信息安全網(wǎng)關的加密性能，研究wolfSSL源碼，包括該協(xié)議棧的通信過程、握手過程原理和移植注意事項，并完成wolfSSL協(xié)議記錄層移植。
　　最后，搭建實驗室測試環(huán)境，完成信息安全網(wǎng)關功能測試。測試結果表明，網(wǎng)關CAN通信功能、以太網(wǎng)通信功能正確實現(xiàn)，網(wǎng)關可正確實現(xiàn)協(xié)議轉換。IPSec安全協(xié)議實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包的加密和完整性認證。wolfSSL協(xié)議在PC機上完成仿真實驗，并在信息