vsomeip之E2E

1、AUTOSAR_E2E

E2E的概念是在运行时对与安全相关的数据交互进行保护，以防止通信链路故障的影响。基本实现方式是在要保护的数据区添加额外的E2E Header。发送端负责添加E2E Header，接收端会对Header进行校验检查，保证数据的完整性。

参考 AUTOSAR_PRS_E2EProtocol Specification R20-11 ，规定了不同的E2E Profiles，如1，2，4，5，6，7，8，11，22等

以E2E Profile 4为例，规范中定义了Profile 4 包含的控制字段Length、Counter、CRC、DataID，以及Header的数据结构

1.1 E2E Profile 4 Header的数据结构

Length ： 16位，为了支持可变长度引入此字段。

          Length = user data + E2E Header（CRC + Counter + Length + DataID）

Counter ：16位， 取值 0 ~ 0xFFFF

DataID ：32位，必须是全局唯一的，用户定义

CRC ：32位，应该使用 Crc_CalculateCRC32P4() 函数 [SWS CRCLibrary]，CRC32 0x1F4ACFB13多项式   ，确保高检测率和高汉明距离

在 E2E Profile 4， CRC计算包含 整个 E2E Header(CRC字段除外) 和 user data(RS_E2E_08531)

整个Header字段被编码为：

(1)大端：(最重要的字节在前面) - 由Profile规定，PS：高字节在前，低字节在后

(2)LSB(字节内的最低有效位)先传输 - 由TCP/IP总线强制

1.2 Creation of E2E-Header

1.2.1 E2E_P04Project

E2E_P04Project函数执行图表所示的步骤

E2E_P04Protect() 中 ”Verify inputs of the protect function”执行如下的步骤：

"Compute offset" 执行如下步骤

 

 “Write Length” 执行步骤

 “Write Counter”执行步骤：

“Wirte DataID” 执行步骤：

 “Compute CRC”步骤：

“Write CRC” 步骤：

“Increment Counter” 步骤：

 1.2.2 E2E_P04Forward

        E2E Profile 4的E2E_P04Forward()函数由SW-C调用，以保护其应用程序数据，并转发接收 到的E2E-Status，用于基于面向服务通信的信号转换等用例。 如果接收到的 E2E状态等于E2E_P_OK，那么函数的行为应该与E2E_P04Protect()相同。

1.3 Evaluation of the E2E-Header

目录

1、AUTOSAR_E2E

1.1 E2E Profile 4 Header的数据结构

1.2 Creation of E2E-Header

1.2.1 E2E_P04Project

 1.2.2 E2E_P04Forward

1.3 Evaluation of the E2E-Header

1.3.1 E2E_P04Check

---

        E2E_P04Check函数按照本节中的以下七个图和PRS_E2EProtocol_00367图指定的操作。

E2E_P04Check() 函数中 ”Verify inputs of the check function” 执行步骤

"Read Length" 步骤：

“Read Counter” 步骤：

 “Read DataID” 步骤：

“Read CRC” 步骤：

“Do Checks” 步骤：

 2、vsomeip E2E

 2.1 概要

vsomeip中也实现了E2E的相关机制，包括 Profile 1、Profile 4 和 Profile custom，整体是以插件的形式执行。

e2e源码文件路径： vsomeip-x.x.xx.x/implementation/e2e_protection/

2.2 实现流程

vsomeip E2E的发送 protecter 和 接收checker 都是在routing中完成的。以E2E Profile 4 为例分析。

2.2.1 Protect

implementation/routing/routing_manager_impl.cpp

挂载e2e插件

void routing_manager_impl::init() {
    ...
    ...
    ...
    if( configuration_->is_e2e_enabled()) {
        VSOMEIP_INFO << "E2E protection enabled.";

        const char *its_e2e_module = getenv(VSOMEIP_ENV_E2E_PROTECTION_MODULE);
        std::string plugin_name = its_e2e_module != nullptr ? its_e2e_module : VSOMEIP_E2E_LIBRARY;

        auto its_plugin = plugin_manager::get()->get_plugin(plugin_type_e::APPLICATION_PLUGIN, plugin_name);
        if (its_plugin) {
            VSOMEIP_INFO << "E2E module loaded.";
            e2e_provider_ = std::dynamic_pointer_cast<e2e::e2e_provider>(its_plugin);
        }
    }

    if(e2e_provider_) {
        std::map<e2exf::data_identifier_t, std::shared_ptr<cfg::e2e>> its_e2e_configuration = configuration_->get_e2e_configuration();
        for (auto &identifier : its_e2e_configuration) {
            if(!e2e_provider_->add_configuration(identifier.second)) {
                VSOMEIP_INFO << "Unknown E2E profile: " << identifier.second->profile << ", skipping ...";
            }
        }
    }
#endif
}

在usr data 发送的时候，给数据添加E2E Header,对消息进行保护

bool routing_manager_impl::send(client_t _client, const byte_t *_data,
        length_t _size, instance_t _instance, bool _reliable,
        client_t _bound_client,
        credentials_t _credentials,
        uint8_t _status_check, bool _sent_from_remote)

e2e_buffer its_buffer;

                if (e2e_provider_) {
                    if ( !is_service_discovery) {
                        service_t its_service = VSOMEIP_BYTES_TO_WORD(
                                _data[VSOMEIP_SERVICE_POS_MIN], _data[VSOMEIP_SERVICE_POS_MAX]);
                        method_t its_method = VSOMEIP_BYTES_TO_WORD(
                                _data[VSOMEIP_METHOD_POS_MIN], _data[VSOMEIP_METHOD_POS_MAX]);
#ifndef ANDROID
                        if (e2e_provider_->is_protected({its_service, its_method})) {
                            // Find out where the protected area starts 定位CRC计算起始位置
                            size_t its_base = e2e_provider_->get_protection_base({its_service, its_method});

                            // Build a corresponding buffer 将需要Protect的部分拷贝出来
                            its_buffer.assign(_data + its_base, _data + _size);

                            e2e_provider_->protect({ its_service, its_method }, its_buffer, _instance);