지난 5년동안 전통적인 차량에 적용된 CAN 버스 상에서의 침입탐지시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 초기에 rule-base 로 탐지하거나, 단순한 경량 알고리즘을 통해 침입탐지를 하는 알고리즘이 주를 이루었다면, 최근에는 machine learning을 적용한 탐지 알고리즘들 역시 많이 개발되고 있다. CAN 용 침입탐지시스템이 그간 학계에서 주로 연구가 이루어 졌었다면 2019년 이후에는 상용차량들에 침입탐지시스템을 실제 탑재하여 출시될 예정에 있기 때문에, 이제는 산업계 주도적인 개발과 적용이 이루어질 것으로 보여진다. 다만, CAN 버스의 설계 구조상 공격 노드를 특정하기 어렵다는 한계와 전송량 대역폭의 제한으로 인해 기술적인 한계가 있어 왔기 때문에, 최근에는 IP 체계가 적용되고 automotive ethernet 기반으로 차량 네트워크가 빠르게 적용될 예정에 있다. 이에, 본 기고문에서는 automotive ethernet 의 보안기술에 대해 살펴보고, automotive ethernet 상에서 침입탐지시스템을 개발하기 위해 필요한 사항들은 어떤 것들이 있을지 살펴보고자 한다.
차량 네트워킹 아키텍처의 주요 트렌드 중 하나는 차량 이더넷의 도입이다. 이더넷은 이미 차량 어플리케이션에서 이용되고 있으며 (예를 들어, 비디오 카메라와 같은 고속 데이터 전송 소스의 연결), IEEE에서 진행중인 표준화(IEEE802.3bw - 100BASE-T1, IEEE P802.3bp - 1000BASE-T1)로 인해 나중에 훨씬 광범위하게 채택될 것으로 예상된다. 이러한 어플리케이션은 단순히 지점 간 연결에 한정되지 않지만, 전체적인 전기/전자 아키텍처에 영향을 미칠 수 있다. 이더넷을 통해 IP 기반의 트래픽은 추가적인 구성요소(차량용 방화벽 또는 IDS)와 함께 현재까지 잘 확립된 IP 보안 프로토콜(예를 들어, IPSec, TLS)을 통해 보안을 구현할 수 있을 것으로 보고있다. 리소스 제한이 있는 디바이스 상에서 안전 및 실시간 어플리케이션의 경우에, 복잡하고 높은 성능이 요구되는 TLS 또는 IPsec을 사용하는 IP 기반 통신은 선호하는 기술은 아니다. 예를 들어, 이 어플리케이션은 IEEE와 같이 현재 표준화되어[13] 있는 Layer 2 기반 통신 프로토콜로 사용될 수 있을 것이다. 본 논문은 보안에 대한 최신 통신 개념을 반영하고 향후 이더넷 스위치 기반 EE-아키텍처에 대한 구조적인 도전과 잠재적인 솔루션을 식별한다. 또한 차량 이더넷에 관한 지속적인 보안 관련 표준화 활동에 대한 개요와 통찰력을 제공한다. 또한, 예를 들어 IEEE 802.1AE MACsec 또는 802.1X 포트 기반 네트워크 액세스 제어와 같이 기존에 적용되지 않은 차량 이더넷 보안 메커니즘을 적용 가능성을 고려하고, 차량 어플리케이션에 대한 적합성을 평가한다.
본 논문에서는 넓은 작동 온도 범위를 위해 온도보상기능을 가지는 이더넷 이퀄라이저를 소개한다. 차량 내부에 서로 통신하는 센서가 많아지면서, 차량용 통신에 대한 중요성이 높아진다. 많은 통신 방법 중에 이더넷 프로토콜은 넓은 통신 대역폭과 호환성을 가지기 때문에 차량용 통신을 위해 가장 선호되는 기술이다. 그러나 차량용 규격인 AEC-Q100을 만족시키기 위해서 제안하는 이더넷 통신 시스템은 $-40^{\circ}C$에서 $150^{\circ}C$에 해당하는 온도 범위에서 작동해야한다. 본 논문에서는 100m길이의 CAT-5 케이블에서 데이터를 보상하는 이더넷 이퀄라이저를 설계한다. 또한, 넓은 온도 범위에서 작동하기 위해 피드백 시스템을 이용한다. 제안하는 이퀄라이저는 완전 차동형 구조로 31.25MHz의 대역폭을 가지고 Hynix $0.13{\mu}m$ BCDMOS 기술로 구현한다.
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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제3권5호
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pp.313-318
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2014
Recently, Ethernet-based Diagnostic Over Internet Protocol (DoIP) was applied to automotive systems, and in-vehicle gateways have been introduced to integrate Ethernet with traditional in-vehicle networks, such as the local interconnect network (LIN), controller area network (CAN) and FlexRay. The introduction of in-vehicle gateways and of Ethernet based diagnostic protocols not only decreases the complexity of the networks, but also reduces the update time for ECU software reprogramming while enabling the use of a range of services, including remote diagnostics. In this paper, a diagnostic gateway was implement for an automotive system, and the performance measurements are presented. In addition, a range of applications provided by the diagnostic gateway are proposed.
In recent years, automobiles have evolved from simple transportation to convergence devices, and have combined the Internet of things, high-speed communications, and artificial intelligence technologies to provide people with social and cultural benefits. To provide services such as a smart traffic analysis, autonomous driving, and unmanned driving, automobiles applying these technologies are required to perform various types of sensing and image analyses for vehicle recognition and distance measurements. addition, there has been a rapid increase in the need to introduce an automotive Ethernet, that can provide a wide bandwidth to support. such technologies. In this article, we survey the latest trends in automotive Ethernet based automobiles and their security threats, and analyze the status and prospects of security technologies applied to cope with them.
This paper presents an overview of automotive communication technologies, including related technology developments. We describe the latency of Audio Video Bridge (AVB) network as well as purpose the optimized design of the Ethernet network system for automotive. Our design plays a significant role in reducing the delay between components. The proposed approach on realistic test cases showed that there was a delay reduction, approximately 49.4%. It is expected that the optimization method for the actual automotive environment can greatly shorten the time period in the design and development process. The results obtained from the experiments on the delay time present in each function are reliable because average values are obtained through repeated actual tests for several months. It will greatly benefit the industry since analyzing the latency between each function in a short period of time is very important.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권8호
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pp.3025-3047
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2021
This paper presents the latest Ethernet standardization of in-vehicle network and the future trends of automotive Ethernet technology. The proposed system provides design and optimization algorithms for automotive networking technology related to AVB (Audio Video Bridge) technology. We present a design of in-vehicle network system as well as the optimization of AVB for automotive. A proposal of Reduced Latency of Machine to Machine (RLMM) plays an outstanding role in reducing the latency among devices. RLMM's approach to real-world experimental cases indicates a reduction in latency of around 41.2%. The setup optimized for the automotive network environment is expected to significantly reduce the time in the development and design process. The results obtained in the study of image transmission latency are trustworthy because average values were collected over a long period of time. It is necessary to analyze a latency between multimedia devices within limited time which will be of considerable benefit to the industry. Furthermore, the proposed reliable camera and video streaming through optimized AVB device settings would provide a high level of support in the real-time comprehension and analysis of images with AI (Artificial Intelligence) algorithms in autonomous driving.
본 논문은 차량용 지능형 네트워크에서 각광 받게 될 이더넷중심의 프로토콜과 데이터 전송 시 임의의 오류에 내성이 있는 알고리즘을 제안하였다. 동시에 시뮬레이션과 실험을 통해 구현과 검증을 시도하여 시스템의 유용성을 증명하였다. 기존의 차량 통신 서비스 시스템에 적용시키기 위한 알고리즘에 대하여 문헌 조사하고 최종적으로 새로운 알고리즘을 구현하였다. 실제 차량용 실시간 데이터의 경우 임의의 값이 불규칙적으로 발생하기 때문에 임의의 데이터를 생성하여 실험을 진행하고 payload의 설정을 표준 형식에 맞추었다. 구현된 알고리즘의 성능을 확인하고자 기존의 알고리즘에서 단일 데이터에서부터 혼합형 (Hybrid-type) 데이터까지 확인하였을 때의 문제점을 확인하고 제안하는 알고리즘의 실효성을 확인하였다.
In this study, a parallel performance of CUPID-code has been investigated for both Ethernet and Infiniband network system to examine the effect of cache memory and network-speed. Bi-conjugate gradient solver of CUPID-code has been parallelised by using domain decomposition method and message passing interface (MPI). It is shown that the parallel performance of Ethernet-network system is worse than that of Infiniband-network system due to the slow network-speed and a small cache memory. It is also found that the parallel performance of each system deteriorates for a small problem due to the communication overhead, but the performance of Infiniband-network system is better than Ethernet-network system due to a much faster network-speed. For a large problem, the parallel performance depends less on network system.
자동차용 인포테인먼트 시스템에 대한 수요와 멀티미디어의 처리용량이 증가함에 따라 MOST25 보다 높은 대역폭인 MOST150이 등장하였으며, 이에 대한 다양한 기술 적용이 요구되고 있다. MOST25 네트워크의 경우 현재 일부 차종에 제한적으로 장착되어 사용되고 있으나, 대역폭과 호환성 등의 문제가 발생하였으며, 이를 해결하고자 MOST150 기술의 개발과 이를 차량에 적용하고자 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 차량용 MOST150/Ethernet Gateway 구현에 있어서 효과적인 이더넷 트래픽 처리를 위해 MOST150의 등시채널, MOST 이더넷 패킷 채널 등의 Management Mapping 방법에 대해 분석하고 효율적인 알고리즘에 대하여 연구하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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