總線數據傳輸的安全性分析，特別是針對像CAN（Controller Area Network）總線這樣的重要通信協議，是一個復雜而關鍵的課題。以下是對CAN總線數據傳輸安全性的分析：

一、CAN總線概述

CAN總線是一種串行通信協議，最初由德國Bosch公司設計用于汽車中的實時控制系統。它通過兩根線（CAN-H和CAN-L）進行通信，具有抗干擾能力強、數據傳輸可靠等特點，是汽車電子元件的“神經系統”。它支持發動機控制單元（ECU）、變速箱控制單元（TCU）、防抱死制動系統（ABS）等關鍵系統之間的數據交換，有利于實時監控、控制和通信，提高車輛的整體效率和安全性。

二、CAN總線數據傳輸的安全性問題

1. 缺乏加密和訪問控制機制 ：
   • CAN總線通信采用廣播機制，各連接部件均可收發控制消息。這種通信方式缺乏加密和訪問控制機制，使得攻擊者可以通過逆向總線通信協議，分析出汽車或工業設備的控制指令，并用于攻擊指令偽造。
2. 缺乏認證及消息校驗機制 ：
   • CAN總線通信缺乏認證及消息校驗機制，不能對攻擊者偽造、篡改的異常消息進行識別和預警。這增加了數據被篡改或偽造的風險。
3. 物理訪問的脆弱性 ：
   • 攻擊者可以通過強制的OBD-II端口或其他診斷接口，很容易地與車內或工業設備內的CAN總線進行交互。在物理接觸設備的情況下，攻擊者可以通過附加惡意設備或替換篡改過的零件等方式實施攻擊。
4. 基于優先級的仲裁機制 ：
   • CAN總線采用基于優先級的仲裁方式，即當有多條消息同時需要發出時，優先級高的先行發出。攻擊者可以利用這一點，在某節點以高頻發送具有高優先級的報文以阻塞其他節點的消息發出，進而導致ECUs無法正常工作。

三、CAN總線數據傳輸的安全防護措施

1. 加強加密和訪問控制機制 ：
   • 引入加密技術來保護車輛數據的傳輸，如端到端加密和網關加密。端到端加密是指在數據傳輸的源和目的地之間進行加密通信，保證了數據在傳輸過程中的安全性。網關加密則是通過在CAN總線通信的不同節點上設置加密網關，對數據進行加密和解密，從而確保數據的安全傳輸。
   • 對OBD-II端口和其他診斷接口進行安全加固，防止物理訪問攻擊。
2. 引入認證及消息校驗機制 ：
   • 采用基于身份識別的訪問控制技術，只有經過授權的用戶或設備才能訪問和控制車載網絡，避免未經授權的訪問引發安全問題。
   • 采用數據完整性驗證技術，及時監測數據的完整性，防止數據被篡改。
3. 定期進行安全漏洞掃描和風險評估 ：
   • 定期對汽車和工業設備進行安全漏洞掃描和風險評估，及時發現并修復安全漏洞，以降低被攻擊的風險。
4. 實施滲透測試和威脅建模 ：
   • 對車載CAN/CAN FD網絡系統實施滲透測試，從攻擊角度了解車輛是否存在隱性漏洞和安全風險，并基于測試結果采取防護措施。
   • 通過威脅建模來識別、量化和解決CAN總線系統中的潛在安全威脅，包括資產識別、威脅識別和脆弱性分析等步驟。

綜上所述，CAN總線數據傳輸的安全性是一個需要高度重視的問題。通過加強加密和訪問控制機制、引入認證及消息校驗機制、定期進行安全漏洞掃描和風險評估以及實施滲透測試和威脅建模等措施，可以有效提高CAN總線數據傳輸的安全性。