ECU 정보 기반 차량용 블록체인 적용 방안
A Study Method of the Vehicle-Blockchain based on ECU ID
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초록
최근 스마트ㆍ커넥트 카 시장이 급속도로 성장함에 따라 차량용 네트워크 보안에 대한 관심도가증가하고 있다. 스마트 카는 신속하고 안전한 운행을 제공하기 위해서 차량에 설치한 전자적통제장비(ECU:Electronic Control Unit)를 제어한다. 대표적인 방식으로는 CAN(Controller Area Network)이 있다. 이 방식은 차량 환경의 특수성을 고려한 메시지 기반 통신 프로토콜이며, 브로드케시팅, 송ㆍ수신 주소 미사용 등의 보안 취약점이 있어 DoSㆍ재전송 등 해킹에 취약하다. 이에 본 논문에서는 3가지 요소를 포함한 개선방안을 제안한다. 첫 번째, 각ECU노드에 공통의 마스크 테이블(Mask Table)을 가지고 ECU노드 ID를 생성한다. ECU노드가 생성한 ID를 네트워크 접근허용 목록(NAL:Network Allow List)에 등록하고 ECU노드상호간 메시지 통신한다. 따라서 초기 등록과정을 거친 ECU노드의 메시지만 사용할 수 있다. 두 번째, 메시지 내용에 대한 부인방지를 위해서 메시지 정보ㆍMask Tableㆍ시간값 연산결과를 Message Checksum에 탑재하여 송신한다. 세 번째, 앞서 언급한 ECU노드 ID와 메시지부인방지에 하이브리드 블록체인을 적용한 IDS & Blockchain_with_EID 방식을 제안한다. 이 제안방식은 DoS 및 재전송 공격 그리고 비인가 접속 등 다양한 해킹을 대비할 수 있으며블록체인 기반의 알고리즘을 통해 안정적인 자율주행과 사이버 공격의 방어를 지원한다.
Abstract
Recent studies show that the interest in the security of vehicle-network increases as the smart car market rapidly grows. The smart car controls Electronic Control Units (ECU) installed in the vehicle in order to provide fast and safe driving. Controller Area Network (CAN) is the most representative controlling method and is a message-based communication protocol that considers the specificity of the vehicle environment. However, this method has significant vulnerabilities like broadcasting, unused transmission and reception addresses and this makes CAN vulnerable to cyber attacks like DoS and re-transmission. Therefore, this paper proposes an improvement method which includes the following three factors. First, an ECU node ID is randomly generated with a common information table, also called as mask table, from each ECU node. Then, the ID generated by the ECU nodes is registered in the Network Allow List (NAL) and allows the message communication between the ECU nodes. This process enables only the messages from the nodes that have undergone the initial registration process can be used. Second, for non-repudiation of message content, the results of calculating message information, mask table, time are loaded in the message checksum and transmitted. Third, IDS & Blockchain_with_EID method, that hybrid blockchain is applied to the aforementioned ECU ID and non-repudiation of message, is proposed. This proposed method can be prepared for various cyber attacks such as DoS, re-transmission attack, and unauthorized access. Moreover, it supports stable autonomous driving and defense mechanism of cyber attacks through blockchain-based algorithms.
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