[論文レビュー] State-of-the-Art Survey on In-Vehicle Network Communication (CAN-Bus) Security and Vulnerabilities

Omid Avatefipour, Hafiz Malik|arXiv (Cornell University)|Feb 5, 2018

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)参考文献 19被引用数 60

ひとこと要約

CAN-Bus のセキュリティ制限と、外部からのアクセスや攻撃に対して車載ネットワークを保護するために提案されたさまざまな多層ソリューションの調査。

ABSTRACT

Nowadays with the help of advanced technology, modern vehicles are not only made up of mechanical devices but also consist of highly complex electronic devices and connections to the outside world. There are around 70 Electronic Control Units (ECUs) in modern vehicle which are communicating with each other over the standard communication protocol known as Controller Area Network (CAN-Bus) that provides the communication rate up to 1Mbps. There are different types of in-vehicle network protocol and bus system namely Controlled Area Network (CAN), Local Interconnected Network (LIN), Media Oriented System Transport (MOST), and FlexRay. Even though CAN-Bus is considered as de-facto standard for in-vehicle network communication, it inherently lacks the fundamental security features by design like message authentication. This security limitation has paved the way for adversaries to penetrate into the vehicle network and do malicious activities which can pose a dangerous situation for both driver and passengers. In particular, nowadays vehicular networks are not only closed systems, but also they are open to different external interfaces namely Bluetooth, GPS, to the outside world. Therefore, it creates new opportunities for attackers to remotely take full control of the vehicle. The objective of this research is to survey the current limitations of CAN-Bus protocol in terms of secure communication and different solutions that researchers in the society of automotive have provided to overcome the CAN-Bus limitation on different layers.

研究の動機と目的

• 現代の車両が CAN-Bus および関連する車載ネットワークをどのように使用しているかを強調する。
• CAN-Bus設計に内在するセキュリティの限界を特定する（例：メッセージ認証の欠如）。
• 車両ネットワークを露出させる外部インターフェイスと攻撃機会を要約する。
• CAN-Bus セキュリティを異なる層に跨って改善するために提案されたソリューションをレビューする。

提案手法

• CAN-Bus および車載ネットワークに関する文献をレビューする（CAN、LIN、MOST、FlexRay）。
• CAN-Bus設計のセキュリティ制限と認証の欠如を分析する。
• 攻撃ベクトルを作り出す外部インターフェイス（Bluetooth、GPS など）を要約する。
• 研究者が提案する、異なる層を横断する安全な通信を改善するための既存のソリューションを提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CAN-Bus車載ネットワークに内在するセキュリティの制限は何ですか？
• RQ2 リモート車両の侵害の機会を生み出す外部インターフェイスは何ですか？
• RQ3 CAN-Busのセキュリティ上の弱点を克服するために研究者が提案したマルチレイヤーソリューションは何ですか？

主な発見

• CAN-Busは車載ネットワークの事実上の標準であるが、設計上基本的なセキュリティ機能を欠いている（例：メッセージ認証の欠如）。
• 現代の車両には約70台のECUがあり、CAN-Bus上で最大1 Mbpsで通信している。
• BluetoothやGPSなどの外部インターフェイスは、リモート攻撃の新たな機会を開く。
• 研究者は、異なる層（ネットワークプロトコルとシステム全体に跨る）でCAN-Busの制限を克服するためのさまざまなソリューションを提案している。