55、物理层入侵检测技术解析

物理层入侵检测技术解析

1. 物理层传播延迟估算

在CAN总线中，传播延迟的估算基于一定假设，即忽略电阻负载对传播延迟的影响。传播延迟可估算为每个总线段延迟之和，其中总线段是指两个节点之间或节点与总线末端之间的距离。每个线段中包含的节点的差分电容被认为沿该线段分布，并与特征线电容一起纳入计算。CAN总线某一段的估算传播延迟计算公式如下：
[t_{pd} = \sum_{i=1}^{n} l_{i} \sqrt{L(C + \frac{C_{diff i}}{l_{i}})}]
其中，$L$ 和 $C$ 分别为特征线电感和电容，$C_{diff i}$ 是第 $i$ 段中包含的CAN节点的差分电容，$l_{i}$ 是第 $i$ 段的长度。

2. 基于物理层信号的定位方法

2.1 基于传播延迟的发射器识别

CAN信号的传播延迟受发射器在总线上位置的直接影响，因此可以利用传播延迟来识别发射器并估算其在总线上的位置。然而，记录传播延迟存在问题。若使用单个固定观测点测量传播延迟，需要知道消息的实际传输时间，这只能在发射器节点位置记录。接收节点需与发射器同步并信任其提供的时间信息，还需确定传输是来自总线左侧还是右侧。

为解决这些问题，提出了一种基于信号传播延迟的新型入侵检测机制，通过测量差分传播时间（即信号到达总线一端与到达另一端的时间差）来实现，无需知道消息传输时间，也无需节点间的时间同步。差分传播时间可计算为：
[\delta = t_{N_{i}}^{right} - t_{N_{i}}^{left}, i = 1, n]
其中，$t_{N_{i}}^{right}$ 和 $t_{N_{i}}^{l