[논문 리뷰] State-of-the-Art Survey on In-Vehicle Network Communication (CAN-Bus) Security and Vulnerabilities

Omid Avatefipour, Hafiz Malik|arXiv (Cornell University)|2018. 02. 05.

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)참고 문헌 19인용 수 60

한 줄 요약

CAN-Bus 보안 한계와 차대 네트워크를 외부 접근 및 공격으로부터 보호하기 위해 제안된 다양한 다계층 솔루션에 대한 고찰.

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.

연구 동기 및 목표

• 현대 차량이 CAN-Bus 및 관련 차량 내부 네트워크를 어떻게 활용하는지 강조한다.
• CAN-Bus 설계에 고유한 보안 한계 식별(예: 메시지 인증 부재).
• 차량 네트워크를 노출하는 외부 인터페이스 및 공격 기회 요약.
• 다양한 계층에서 CAN-Bus 보안을 다루는 제안된 솔루션을 검토한다.

제안 방법

• CAN-Bus 및 차량 내 네트워크(CAN, LIN, MOST, FlexRay)에 관한 문헌 검토.
• CAN-Bus 설계의 보안 한계와 인증 부재를 분석한다.
• 공격 벡터를 생성하는 외부 인터페이스(Bluetooth, GPS)를 요약한다.
• 연구자들이 제시한 다양한 계층 간 보안 통신 개선 솔루션을 제시한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 CAN-Bus 차내 네트워크의 고유한 보안 한계는 무엇인가?
• RQ2 외부 인터페이스 중 원격 차량 침해의 기회를 만드는 것은 무엇인가?
• RQ3 연구자들이 CAN-Bus 보안 약점을 극복하기 위해 제시한 다계층 솔루션은 무엇인가?

주요 결과

• CAN-Bus는 차내 네트워크의 사실상 표준이지만 설계상 기본 보안 기능이 결여되어 있다(예: 메시지 인증).
• 현대 차량에는 약 70개의 ECU가 있으며 CAN-Bus를 통해 최대 1 Mbps로 통신한다.
• Bluetooth 및 GPS와 같은 외부 인터페이스가 원격 공격의 새로운 기회를 열어준다.
• 연구자들은 네트워크 프로토콜 및 시스템 전반에 걸쳐 CAN-Bus 한계를 극복하기 위한 다양한 솔루션을 제시해 왔다.