최근 출시된 차량에는 다수의 ECU(Electronic Control Unit)가 탑재되어 있고, 각 ECU들은 CAN(Controller Area Network)을 통해 통신함으로써 차량을 효율적으로 제어할 수 있다. 하지만 CAN 통신에는 암호화 및 인증 기술이 적용되어 있지 않고, 접근 제어가 없는 Broadcast 방식으로 통신이 이루어지므로 보안에 취약하다는 문제점이 존재한다. 이러한 취약점을 이용하여 차량 제어 등의 수많은 차량 해킹 공격이 이루어지고 있으며 그에 대응하기 위한 연구 또한 진행되고 있다. 차량 해킹 대응 기술들 중에는 완성차에 탑재된 ECU의 취약점을 분석할 수 있는 CAN Fuzzing 기술이 존재한다. 하지만 기존의 CAN Fuzzing 기술들은 ECU들이 전송하는 CAN 메시지 구조를 고려하지 않고 Random한 방식으로 Fuzzing을 진행하기 때문에 많은 시간이 소요된다. 또한, 기존 CAN Fuzzing 기술은 Fuzzing 결과를 모니터링하는 방법에도 한계점이 존재한다. 이러한 CAN Fuzzing 기술의 한계를 해결하고자 본 논문에서는 CAN 메시지의 구조를 분석하고, 이를 바탕으로 ECU의 이상 작동 현상을 유발시킬 수 있는 Fuzzing 입력값을 생성하는 Non-Random CAN Fuzzing 기법을 제안한다. Non-Random CAN Fuzzing은 기존 Random CAN Fuzzing에 비해 소요되는 시간을 절약할 수 있고, 이를 통해 SW 구현 오류 혹은 CAN DBC(Database CAN) 설계 오류 등으로 인해 존재할 수 있는 ECU의 이상 작동 현상과 연관된 CAN 메시지들을 빠르게 발견할 수 있다. 제안하는 Non-Random CAN Fuzzing의 성능을 평가하기 위해 제안 기법을 실제 차량에 적용하였으며 ECU에 이상 작동 현상을 일으킬 수 있는 CAN 메시지를 확인하였다.
현재 CAN(controller Area Network)통신은 노이즈에 강인한 시리얼통신으로 전자모듈에 많이 사용하고 있다. 특히, CAN통신은 자동차 전자제어모듈, 엔진제어유닛, 센서모듈 등 자동차 부분에 많이 사용되는 방식 이지만 CAN 통신의 연결노드 우선순위와 오류가 낮아 공장자동화 라인에도 적용되고 있다. CAN통신은 기본적으로 전기 노이즈에 강인하여 적용가능한 분야가 다양하다고 사료된다. 본 연구에서는 High-Speed, Full-CAN에서 2개의 CAN Node를 사용하여 임베디드 시스템용으로 오류 검출이 가능한 CAN통신 인터페이스를 설계 하였다.
The most common communication interface for automotive electronic control devices is CAN (Controller Area Network). Sine CAN was first adopted to Daimler vehicles in 1991, all of automobile manufacturers use the CAN communication for in-vehicle networks. However, as the number of electronic control devices connected to the CAN network rapidly increases, the CAN protocol reaches the limit of technology. To overcome this limitation, Bosch introduced the new communication protocol, that is CAN-FD (Flexible Data-rate). In this paper, we analyze the characteristics and limitations of CAN-FD communication according to the topology under the in-vehicle wiring harness environment designed based on the existing classic CAN communication.
차량에 연결된 ECU 개수의 증가는 CAN 버스 점유율을 증가시킬 뿐만 아니라 메시지 전송오류 확률의 증가를 초래한다. CAN 데이터 전송 시간은 CAN 프레임의 길이에 비례하기 때문에 프레임의 길이를 줄이게 되면 효율적으로 CAN 버스로드와 오류확률을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 CAN 메시지의 길이를 단축시키기 위해서 비트재배열과 Data Length Code (DLC)를 이용한 압축 방법을 제안한다. 실제 차량 주행에서 얻은 데이터로 제안한 알고리즘을 시뮬레이션 해본 결과, 기존의 방법에 비해 최대 54%까지 CAN 데이터가 더 압축됨을 확인하였다.
A small size and light-weight DSP board is newly designed for a real time multi-distributed control system that overcomes constraints on time and space. There are a variety of protocols for a real-time distributed control system. In this research, we selected CAN for the multi distributed control, which was developed by the BOSCH in the early 1980's. If CAN and Internet are connected together, the system attains the characteristics of a distributed control system and a remote control system simultaneously. To build such a system. The TCP/IP-CAN Gateway which converts a CAN protocol to TCP/IP protocol and vice verse, was designed. Moreover, the system is required to be small and light-weighted for the high mobility and cost effectiveness. The equipment in remote place has a TCP/IP-CAN Gateway on itself to be able to communicate with another systems. The received commands in the remote site are converted from TCP/IP protocol to CAN protocol by the TCP/IP-CAN Gateway in real time. A simulation system consists of a TCP/IP-CAN Gateway in remote place and a command PC to be connected to Ethernet.
Storytelling approach is the way to formulate and solve problems using stories. Story is a means to understand and react everyday life that can be regarded as multi-dimensional problems. The approach becomes popular in various fields in conjunction with digital technology. In particular, it is used to solve problems in relation to whole context. In design, storytelling approach is used to clarify design constraints. It can be used to clarify and communicate thoughts for design artifacts, and to understand how the artifacts might be used in particular circumstances. In particular, the approach is useful to use under uncertain circumstances. In architecture, storytelling approach can be used in the area of design generation, design critique and capturing design knowledge. In design generation, it can be used to describe and formulate design experiences rather than simple designing artifacts. The approach formalizes design based on stories of user experiences. Digital technology such as virtual reality can be used to experience designed spaces for design modifications. In design critique area, it can be used to fill uncertain facts for historical buildings as welt as different from present status. Such stories can be used to build digital modeling and used to open criticism. Stories can be used to formalize knowledge in architectural domain as a form of implicit knowledge for certain projects. In architecture, it often is required to design types of environment never experienced before as well as to accomodate fast changing technologies. Storytelling methodology can be used as a method to cope with uncertainty and complexity in design requirements along with accumulating design knowledge.
CAN통신은 자동차 내부 전자제어장치 간의 통신을 위하여 개발되어 최근 자동제동장치 등의 적용되고 있으며, 생산자동화를 위한 필드버스에도 적용되고 있다. 최근에는 대형 선박의 엔진제어 등을 위하여 필드버스가 도입되고 있다. 본 논문에서는 CAN통신을 기반으로 선박의 선실 출입통제 시스템을 구현한다. CAN통신기반 선실 출입통제 시스템은 출입통제 서버, ARM9 임베디드시스템과 CAN컨트롤러를 내장한 마이크로컨트롤러로 구성되어 있다. 출입통제 서버는 관리자가 접속하여 출입통제 시스템 전반적인 관리를 할 수 있도록 하고 ARM9 프로세서를 채용한 임베디드시스템은 CAN 네트워크로 연결된 RFID 리더컨트롤러의 출입 정보를 서버로 전송하고 출입관리를 한다. 임베디드 시스템은 CAN 프레임을 서버로 전반하는 게이트웨이 역할을 한다.
본 논문에서는 CAN 버스로드를 줄여 CAN 네트워크 비용을 줄이고 오류 확률을 낮추기 위해서 메시지를 압축하는 방법을 제안한다. 제안하는 비트 재배열 방법은 기존의 메시지 변화량만 전송하는 압축방식과 달리 각 변화량의 하위 비트들로부터 시작하여 전송데이터를 재구성하도록 하여 결과적으로 데이터가 압축되는 방법이다. 차량 CAN 로깅 파일을 이용하여 제안한 방법으로 압축한 결과 전송 데이터량이 기존 압축알고리즘에 비해 26% 더 감소함을 보였다.
With the latest developments in ICT(Information Communication Technology) technology, research on Intelligent Car, Connected Car that support autonomous driving or services is actively underway. It is true that the number of inputs linked to external connections is likely to be exposed to a malicious intrusion. I studied possible security issues that may occur within the Connected Car. A variety of security issues may arise in the use of CAN, the most typical internal network of vehicles. The data can be encrypted by encrypting the entire data within the CAN network system to resolve the security issues, but can be time-consuming and time-consuming, and can cause the authentication process to be carried out in the event of a certification procedure. To resolve this problem, CAN network system can be used to authenticate nodes in the network to perform a unique authentication of nodes using nodes in the network to authenticate nodes in the nodes and By encoding the ID, identifying the identity of the data, changing the identity of the ID and decryption algorithm, and identifying the cipher and certification techniques of the external invader, the encryption and authentication techniques could be detected by detecting and verifying the external intruder. Add a monitoring node to the CAN network to resolve this. Share a unique ID that can be authenticated using the server that performs the initial certification of nodes within the network and encrypt IDs to secure data. By detecting external invaders, designing encryption and authentication techniques was designed to detect external intrusion and certification techniques, enabling them to detect external intrusions.
연결형 자동차의 사용이 늘어나면서 연결형 자동차의 보안이 중요해지고 있다. 그 중 차량 내부 네트워크에 쓰이는 CAN 버스를 통한 공격의 위협성이 증가하고 있다. CAN 버스의 특성상 공격자가 해당 차량에 보안상 인증이 없는 CAN 버스에 원격, 또는 차량에 직접 접근하여 CAN 버스와 연결된 장치들에 악의적인 오류메시지를 전송 가능하다. 따라서 다량의 오류 메시지로 해당 장치들을 'Bus-Off' 상태로 만든 뒤, 해당 장치가 기능을 정지하게 만든다. 이에 대한 대응 방법은 오류 프레임을 감지하는 방법이나 버스와 관련된 장치들의 전원을 관리하는 방법 등이 있으나 결국에는 CAN 버스에 대한 새로운 표준이 문제의 근본적인 해결책이 될 것으로 판단한다. 따라서 본 논문에서는 새로운 연결형 자동차의 보안모델을 제시하여 안전한 연결형 자동차의 이용에 기여하는 것이 본 논문의 목적이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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