29、LiBrA - CAN：用于控制器局域网的轻量级广播认证协议

LiBrA - CAN：用于控制器局域网的轻量级广播认证协议

1. 引言

近年来，车载网络安全已成为一个非常活跃的研究领域。然而，在确保车辆内部通信总线的安全方面，目前的研究成果还比较少。本文介绍一种基于简单对称原语的协议，该协议利用了密钥分割和MAC混合这两个有趣的过程，旨在实现更高效的广播认证，尤其适用于受损节点占少数的情况。

2. 动机与相关工作

2.1 研究背景

车辆网络安全在过去几年成为了热门研究话题。一些研究表明，车辆很容易成为恶意攻击者的目标。但此前大部分研究集中在车对车和车对基础设施的通信上，对于车辆内部通信总线的安全保障研究较少。原因主要有以下几点：
- 车辆内部安全的重要性直到最近两年才被明确。
- 制造商的设计原则对学术界来说较难获取，难以理解协议设计背后的诸多因素。
- 车辆内部通信的约束和规范与其他研究较多的协议有很大不同。

2.2 现有方案

目前有两种主要的CAN安全方案：
- TESLA协议 ：在传感器网络中被证明非常有效，是保证广播认证和高效消息认证码（MAC）的最有效选择之一。但在CAN总线中，它存在一个对汽车至关重要的缺点——延迟。而且这种延迟难以进一步改善，如果采用更高吞吐量、更强计算能力和更好电子元件的总线，会大大增加成本，抵消CAN的成本效益。
- CANAuth协议 ：该协议详细遵循CAN的规范，其安全性专门针对CAN总线的要求进行设计。但它不旨在实现源认证，认证与消息ID绑定，消息可能来自不同源且难以追踪。此外，CAN ID数量众多，为每个