Cyber Attack Detection Using Message Authentication for Controller Area Networks

차량 내부 네트워크에서 메세지 인증을 이용한 사이버 공격 탐지

This paper proposes a new security system to detect cyber-attacks based on message authentication in a in-vehicle network. In the in-vehicle network, when a sending node transmits messages in a broadcast manner, it only uses a message identifier, rather than a node's identifier. It leads to a problem not identifying the source. In the proposed system, the sending node generates a message authentication code (MAC) using a cryptographic hash function to the control data and transmits it with the control data. When generating the MAC for each message, a multidimensional chaotic map is applied to increase the randomness of the result. The receiving node compares its MAC generated from the control data in the received message with the MAC of the received message to detect whether the message transmitted from the sending node is forged or not. We evaluate the performance of the proposed system by using CANoe and CAPL (Communication Access Programming Language). Our system shows a 100% of detection rate against cyber-attacks injected.

본 논문은 차량 내부 네트워크에서 메시지 인증을 사용하여 사이버 공격을 탐지할 수 있는 보안 시스템을 제안한다. 자동차 내부 네트워크는 브로드캐스트 방식으로 메시지를 전송하고 노드의 식별자를 사용하지 않으므로 송신자를 식별할 수 없다. 송신 노드는 제어 데이터를 암호화 해시함수를 사용하여 메시지인증코드를 생성하여 제어 데이터와 같이 전송한다. 메시지인증코드 생성 시, 결과의 임의성을 증가시키기 위해서 다차원 카오틱 맵을 적용하였다. 수신 노드는 수신한 메시지의 제어 데이터에 대해 생성된 메시지인증코드를 수신 메시지에 존재하는 메시지인증코드 값과 비교하여 전송된 메시지의 위조 여부를 탐지한다. CANoe와 CAPL(Communication Access Programming Language)을 사용하여 차량 내부 네트워크 환경을 구성하고 사이버 공격을 수행하여 성능을 평가하였으며 탐지율 100%의 성능을 보였다.