国密算法和国际密码算法在车载单片机上应用的对比研究
电动汽车CAN协议的重放攻击与防御方法
SOF
11-BIT ARBITRATION ID
SRR
18-BIT IDE ARBITRATION ID RTR ro
DLC
0...8 BYTES DATA
CRC
ACK EOF
பைடு நூலகம்
图2标准CAN帧格式
(1) SOF(帧起始)位 用逻辑0表示消息开始。 (2) 仲裁ID消息的识别码并定义优先级。 帧有两种格式，标准帧有11位仲裁ID，扩展帧有 29位仲裁ID。 (3) DE(标识符扩展)位 区分标准帧和扩展帧。 (4) RTR(远程传输请求)位 来划分远程 帧和数据帧，逻辑0即数据帧，逻辑1即远程帧。 (5) DLC(数据长度码)表示数据段包含 的字节数量。 (6) 数据段 包含0〜8字节的数据。 (7) CRC(循环冗余校验)包括15位的循 环冗余校验码和一个隐性分隔符位。CRC段用 于检测错误。 (8) ACK( ACK确认)槽 正确接收消息的 控制器均会在消息末尾附加一个ACK位发送。 传输节点检查总线上的ACK位，如未发现ACK 位，则重新发送消息。 (9) EOF帧结束位。
件CANoe的环境下,建立了整车单帧诊断的模 型，完成了对汽车单帧诊断的仿真研究。
在数据加密传输与安全认证方面，赵兵等 人〔5*采用国密SM1加密算法，设计了一种具备安 全防备功能的充电控制策略，能够避免数据在通 信过程中被非法截取或改动。赵翔等人⑹采取嵌 入式系统，采用密钥池技术简化加密算法,增大了 电动汽车充电数据的破解难度。高德欣和梁珂⑺
基金(61772327)；浙江大学工业控制技术国家重点实验室开放式基金(ICT1800380)。
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上海电力大学学报
2021 年
控制器局域网(Controller Aee NCwo—,CAN) 是串行通信协议的一种，目前包括CAN2. 0A和 CAN2. 0B两个版本&电池管理系统(Battery Management System, BMS)与充电机的通信采用 CAN2.0 B,具有通信速度快、距离远,可同时连 接多个CAN节点,多主控制等优点,但协议本 身存在一些安全漏洞,使得电动汽车在充电过 程中面临着一系列信息安全问题&例如:黑客 故意攻击充电桩,使充电桩无法给电动汽车正 常充电；恶意窃取用户的充电账号、支付密码以 及充电位置等个人信息,侵犯用户的隐私权;有 些用户可能会去篡改相关充电数据,减少计费, 给运营公司的利益带来损害⑴。
国产密码算法及应用报告
国产密码算法及应用报告国产密码算法及应用商用密码，是指能够实现商用密码算法的加密、解密和认证等功能的技术。
（包括密码算法编程技术和密码算法芯片、加密卡等的实现技术）。
商用密码技术是商用密码的核心，国家将商用密码技术列入国家秘密，任何单位和个人都有责任和义务保护商用密码技术的秘密。
商用密码的应用领域十分广泛，主要用于对不涉及国家秘密内容但又具有敏感性的内部信息、行政事务信息、经济信息等进行加密保护。
比如各种安全认证、网上银行、数字签名等。
为了保障商用密码安全，国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准，包括SSF33、SM1（SCB2）、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法等等。
其中SSF33、SM1、SM4、SM7、祖冲之密码是对称算法；SM2、SM9是非对称算法；SM3是哈希算法。
目前已经公布算法文本的包括SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法等。
一、国密算法简介1.SM1对称密码国密SM1算法是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法，分组长度为128位，密钥长度都为128比特，算法安全密码杂凑算法给出了杂凑函数算法的计算方法和计算步骤，并给出了运算示例。
此算法适用于商用密码应用中的数字签名和验证，消息认证码的生成与验证以及随机数的生成，可满足多种密码应用的安全需求。
在SM2、SM9标准中使用。
此算法对输入长度小于2的64次方的比特消息，经过填充和迭代压缩，生成长度为256比特的杂凑值，其中使用了异或，模，模加，移位，与，或，非运算，由填充，迭代过程，消息扩展和压缩函数所构成。
SM3算法包括预处理、消息扩展和计算Hash值三部分。
预处理部分由消息填充和消息分组两部分组成。
首先将接收到的消息末尾填充一个“1”，再添加k个“0”，使得填充后的数据成为满足length = 448mod512bit的数据长度，再在末尾附上64bit消息长度的二进制表示数，然后将消息分成512bit的子块，最后将每个512bit的消息子块扩展成132个字用于Hash值的计算。
一块用于V2X_通信的国密安全芯片设计与验证
doi:10.3969/j.issn.1005-2550.2023.03.012 收稿日期：2023-04-03一块用于V2X通信的国密安全芯片设计与验证*汪钊旭1，邹雪城1，江 鸿2，孙添平3，刘政林1（1. 华中科技大学 集成电路学院，武汉 430074；2. 武汉兴和云网科技股份有限公司，武汉 430072；3. 深圳市爱协生科技股份有限公司，深圳 518101）摘 要：随着车联网的不断发展，人们对车联网系统的安全性也提出了更高的要求。
为了保护用户的隐私和人身安全，需要采用加解密算法对车联网通信进行保护。
在中国，国密算法是被广泛采用的一种加解密算法，因此，本文设计了一块支持SM2、SM3、SM4算法，用于车联网场景的安全芯片，同时兼容RSA和ECC算法，完成了仿真及FPGA验证并使用55nm工艺库进行了流片。
电路总面积为3.98mm2，约1.2×106个MOS管，外设最高工作频率为200MHz，可在2.14M时钟周期内完成一次257位二元扩域点乘运算，具有较高的面积利用率和兼容性。
关键词：国密算法；SOC；安全芯片；SM2中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2023）03-0065-06Design and Verification of a National Security Chip for V2XCommunicationWANG Zhao-Xu1, ZOU Xue-cheng1, JIANG Hong2, SUN Tian-ping3, LIU Zheng-lin1(1.School of Integrated Circuit,Huazhong University of Science and T echnology,Wuhan430074,China; 2.Wuhan Single Cloud Network T echnology Co.,Ltd, Wuhan 430072, China;3. Shenzhen AiXieSheng T echnology Co.,LTD, Shenzhen 518101, China)Abstract: With the continuous development of Telematics, there comes higher requirements for the security of T elematics systems. In order to protect the privacy andpersonal safety of users, encryption and decryption algorithms need to be used to protectthe T elematics communication. In China, the SM algorithm is a widely adopted encryptionand decryption algorithm. Therefore，this paper designs a security chip that supports SM2,SM3, and SM4 algorithms， also compatible with RSA and ECC algorithms. The simulationand FPGA verification have been completed and taped out using the 55nm process library.The total area of the circuit is 3.98 mm2, with about 1.2×106 MOS tubes, the maximumperipheral operating frequency is 200 MHz, which can complete a 257-bit binary extendeddomain dot product operation in 2.14M clock cycles with high area utilization andcompatibility.Key Words: SM Cryptographic Algorithm; SOC; Security Chip; SM2*基金项目：国家自然科学基金资助项目(62274068).1 引言当前，各国政府和产业界正在着力发展智能汽车，据中国汽车工程学会预测，到2025年和2030年，我国网联车销售占比将增长到80%、100%，其销售规模将达到2800万辆、3800万辆。
国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用
2019年第3期 信息通信2019(总第 195 期）INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.N o 195)国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用陈刚(同济大学，上海201606)摘要：随着车联网技术的不断发展，汽车不再是孤立的夜入式系统。
然而，开放的互联网也会把传统的网络安全问题带给 汽车。
在传统车载通信系统中，数据是以明文的形式进行传输，能够抵御来自互联网威胁的有效信息安全手段依然不足。
对此，文章首先介绍了国密SM4算法的基本原理，然后使用英飞凌AurixTC234微控制器对C A N总线数据进行加密。
实验结果表明，此方法可以有效地保护车内C A N总线数据,为国密SM4算法在车载通信系统中的应用提供一定参考。
关键词:SM4算法;C A N总线;数据加密中图分类号:TN918 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2019)03-0149-03〇引言互联网发展的浪潮给汽车这个传统行业带来了前所未有 的冲击，汽车通过网络与外界的信息交互变得愈加频繁。
车联网技术、智能交通系统、云服务等信息技术的应用推动了汽 车智能化、网联化的不断发展。
网联汽车不只是简单地将汽 车与互联网联接，而是包含了车与互联网的联接，车与车之间 的联接，车与基础设施的联接、以及车载网络通信的多网融合。
得益于多网融合，网联汽车具备了更加丰富的车载信息 功能和应用。
这些信息功能和应用增加了汽车内部与外部的 访问接口，同时，这些接口也会成为恶意攻击的访问入口，汽 车信息安全风险指数也在增加。
近年来汽车信息安全事件频 发，网联汽车的信息安全问题正面临着极大地挑战，研究网联 汽车信息安全问题十分重要。
同时，车载控制和信息系统也 是复杂的网络系统，车载总线网络承担了汽车关键电控单元 间的信息交互,车载网关不仅连接了车内总线网络，还与外部 网络进行交互。
因此，网联汽车的信息安全不仅需要防护来 自外部的安全威胁，还需要解决车载总线网络的信息安全问 题，特别是车载C A N总线网络的安全问题。
国密SM9_算法在物联网安全领域的应用
Telecom Power Technology · 130 ·Aug. 25, 2023, Vol.40 No.162023年8月25日第40卷第16期通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.16.041国密SM9算法在物联网安全领域的应用杜海华1，罗 奎2（1.杭州杰普仕通信技术有限公司，浙江杭州310000；2.杭州泽傲网络科技有限公司，浙江杭州310000）摘要：物联网正在让世界变得更智能、更方便。
然而，随着其广泛应用，敏感数据隐私等安全问题日益严重，加密是物联网中保护数据隐私的一种有效而重要的手段。
以物联网为研究场景，说明物联网系统存在的安全威胁，以国密SM9算法为研究对象，重点阐述了其签名方案原理，考虑大规模终端的应用场景，基于融合云技术构建的终端互联场景，集成了SAM模块，防止重放攻击、边信道攻击等影响身份认证，提高终端接入的安全管控能力，助力物联网安全防御体系的建设。
关键词：SM9算法；物联网（IoT）；安全防护；身份认证Research on the Application of State Secret SM9 Algorithm in Internet of Things SecurityDU Haihua1, LUO Kui2(1.Hangzhou Jiepshi Communication Technology Co., Ltd., Hangzhou 310000, China;2.Hangzhou Zeao Network Technology Co., Ltd., Hangzhou 310000, China)Abstract: The Internet of Things(IoT) is making the world smarter and more convenient. However, with its wide application, security issues such as sensitive data privacy are becoming increasingly serious, and encryption is an effective and important means to protect data privacy in the Internet of Things. Taking the Internet of Things as the research scenario, this paper explains the security threats existing in the Internet of Things system, takes the state secret SM9 algorithm as the research object, and focuses on the principle of its signature scheme. Considering the application scenarios of large-scale terminals, the terminal interconnection scenario built based on fusion cloud technology integrates SAM module to prevent replay attacks and side channel attacks from affecting identity authentication.Improve the security control ability of terminal access, and help the construction of the Internet of Things security defense system.Keywords: SM9 algorithm; Internet of Things(IoT); safety protection; identity authentication0 引 言随着能源互联协作框架的不断发展，以及能源、光伏、风能等大量发电单元与系统相连，电力系统逐渐表现出分布式运行的特点。
国密算法在工业控制系统中的研究及应用
国密算法在工业控制系统中的研究及应用随着信息技术的发展，工业控制系统已经成为现代工业生产的重要组成部分。
然而，随着网络攻击的不断增多，工控系统面临着越来越大的安全威胁。
为了保障工控系统的安全，需要采取一系列安全措施，其中加密算法是最基本的保障手段之一。
国密算法是我国自主研发的加密算法，具有比国际算法更高的安全性和更好的性能。
在工业控制系统中，采用国密算法可以有效地保障系统的数据安全和稳定性。
首先，国密算法可以保护系统中的敏感信息。
在工控系统中，存在一些敏感信息，如控制参数、流程设计等，这些信息一旦被黑客窃取或篡改，会给生产带来严重后果。
采用国密算法对这些信息进行加密，可以有效地避免这种情况的发生。
其次，国密算法可以保护系统的通信安全。
工控系统中的数据通信往往需要通过网络进行，这就面临着被黑客攻击的风险。
采用国密算法对通信数据进行加密，可以有效地防止黑客的监听、篡改、重放攻击等。
最后，国密算法可以提高系统的运行效率。
由于工控系统对实时性和稳定性要求高，因此加密算法的运算速度必须较快。
相比国际算法，国密算法具有更好的性能表现，可以提高系统的运行效率。
综上所述，采用国密算法可以有效地保障工业控制系统的数据安全和稳定性。
在未来的工业控制系统建设中，国密算法将扮演越来越重要的角色。
国密算法_解决方案(3篇)
第1篇一、引言随着信息技术的飞速发展，信息安全问题日益凸显。
为了保障国家信息安全，我国政府高度重视信息安全技术的发展，制定了一系列信息安全政策和技术标准。
国密算法作为我国自主创新的加密算法，具有极高的安全性和实用性。
本文将探讨基于国密算法的解决方案，分析其特点、优势及在实际应用中的挑战。
二、国密算法概述1. 国密算法的定义国密算法是指在我国政府主导下，经过严格审查和认证的加密算法。
这些算法包括对称加密算法、非对称加密算法和哈希算法等，如SM1、SM2、SM3等。
2. 国密算法的特点（1）自主知识产权：国密算法是我国自主研发的加密算法，具有完全的自主知识产权。
（2）安全性高：国密算法经过严格审查和认证，具有极高的安全性。
（3）高效性：国密算法在保证安全性的同时，具有较高的运算效率。
（4）兼容性：国密算法与现有的国际标准加密算法具有较好的兼容性。
三、基于国密算法的解决方案1. 对称加密算法SM1（1）算法简介：SM1算法是一种分组密码算法，采用分组长度为64位，密钥长度为128位。
（2）应用场景：SM1算法适用于数据传输加密、数据存储加密等领域。
（3）解决方案：基于SM1算法的解决方案主要包括以下步骤：①密钥生成：根据安全需求，生成128位的密钥。
②加密：使用SM1算法对数据进行加密。
③解密：使用SM1算法对加密后的数据进行解密。
2. 非对称加密算法SM2（1）算法简介：SM2算法是一种基于椭圆曲线密码体制的非对称加密算法，具有密钥长度短、计算速度快等特点。
（2）应用场景：SM2算法适用于数字签名、证书签名、加密通信等领域。
（3）解决方案：基于SM2算法的解决方案主要包括以下步骤：①密钥生成：生成一对椭圆曲线公钥和私钥。
②数字签名：使用私钥对数据进行数字签名。
③证书签名：使用公钥对证书进行签名。
④加密通信：使用公钥对数据进行加密，接收方使用私钥进行解密。
3. 哈希算法SM3（1）算法简介：SM3算法是一种基于密码学的哈希算法，具有抗碰撞性强、计算速度快等特点。
国产密码应用在项目建设系统中的作用研究
国产密码应用在项目建设系统中的作用研究【摘要】国密即国家密码局认定的国产密码算法。
在党政、军队、政府及企业相关领域，使用密码算法，实现数据信息安全的自主可控能力。
密码产品的普及是顺应信息技术变革的必然结果，保障系统安全成为信息产品和信息服务的基本需求，密码技术作为不可或缺的重要手段，密码应用将不断深入和拓展至项目建设中，实现其价值和意义。
【关键词】国产密码、商用密码应用、密码法、合规性、正确性及有效性。
1 引言随着云计算、移动互联网、大数据、物联网及人工智能等信息技术的发展，以密码算法、数据加解密、认证鉴别、密码管理、密码防伪等为核心功能的密码产品，实现了从“不好用、很少用”到“方便用、普遍用”的技术突破，迎来爆发式增长的新高潮。
2 现状及问题分析2.1 现状分析随着《中华人民共和国网络安全法》、《中华人民共和国密码法》、《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》等法律法规的出台。
网络安全、密码应用受到社会各界的广泛关注。
由于各行业信息化发展程度不同，一些重要领域的网络和信息系统仍存在密码应用不规范、保障体系不健全等突出问题，密码应用安全建设迫在眉睫。
采用国产密码技术、产品及服务，或直接对现有信息系统进行密码应用改造，是提高信息系统安全的必经之路。
2.2 问题分析主要从物理和环境安全、网络和通信安全、设备和计算安全、应用与数据安全等方面分析。
(1)物理和环境方面未使用密码技术会导致物理访问身份无法鉴别、门禁进出记录的数据存在不完整性风险及无法保证视频监控影像记录的完整性。
(2)网络和通信方面可能存在实体身份的真实性无法鉴别、设备身份的真实性无法鉴别、访问控制信息的完整性无法核实、通信数据的完整性无法确认、通信数据的机密性无法保证。
(3)设备和计算安全方面设备和计算的连接可能会使机密性、完整性、真实性无法保证。
(4)应用与数据安全方面未使用密码技术会导致应用与数据安全中关于用户在身份鉴别中无法确定登陆用户的真实性、系统应用访问控制无法保证访问控制信息的完整性、重要数据在传输过程中无法保证机密性和完整性及重要数据在存储过程中无法保证机密性和完整性。
国内外密码算法
国内外密码算法咱先说说国内的密码算法哈。
一、国内密码算法1. SM2算法- 这可是咱国产密码算法里的明星呢。
它主要是用于椭圆曲线公钥密码算法。
就好比是给信息加密打造了一把特别的锁。
比如说在金融领域，像网上银行的一些安全交易啊，就可以用SM2算法来确保你的账户信息、交易金额这些数据在网络传输的时候是安全的。
它通过生成公钥和私钥，公钥就像是公开的邮箱地址，谁都能看到，用来加密信息；私钥就像是邮箱的密码，只有自己知道，用来解密信息。
2. SM3算法- 这个算法就像是信息的“质检员”。
它是一种密码杂凑算法，啥叫杂凑算法呢？简单说就是把任意长度的消息压缩成固定长度的消息摘要。
就好比你有一大包各种各样的东西（任意长度的消息），然后通过SM3这个神奇的机器，最后出来一个固定大小的小包裹（固定长度的消息摘要）。
这个小包裹有个特点，如果消息哪怕有一丁点儿变化，最后出来的小包裹就完全不一样。
在数字签名、数据完整性验证这些方面可起着非常重要的作用呢。
3. SM4算法- SM4就像是一个信息的“保护罩”。
它是分组密码算法，把数据按照固定的长度分组，然后一组一组地加密。
就像把一堆水果按照一定个数一组一组地放进不同的盒子里，然后给每个盒子加密。
在无线局域网安全、物联网设备安全等方面都能看到它的身影，防止数据在传输过程中被窃取或者篡改。
二、国外密码算法1. RSA算法- RSA可是密码学里的老牌大腕儿了。
它也是一种公钥加密算法。
你可以想象成两个人在相隔很远的地方通信，一个人有两把钥匙，一把公开发布（公钥），一把自己偷偷藏着（私钥）。
别人要给他发消息，就用公开的钥匙把消息锁在一个箱子里（加密），只有他自己用私钥才能打开这个箱子（解密）。
在互联网早期，很多网站的安全连接，像HTTPS中的加密部分就经常用到RSA算法，不过随着计算能力的提升，它的密钥长度也得不断增加才能保证安全。
2. AES算法- AES就像是密码算法中的全能选手。
THD89加密芯片的车载数据加密终端设计
T H D89加密芯片的车载数据加密终端设计林云1,樊辉锦1,2,张广伟3,冯韶华1(1.海军航空大学,烟台264001;2.92769部队;3.92211部队)摘要:针对目前车联网发展中车载信息通信面临被攻击风险,利用T H D89加密芯片和S T M32系列微控制器设计了车载数据加密终端,从硬件电路和软件流程两个方面进行设计,并制作硬件实例进行实验验证与测试㊂结果表明,加密终端基本能满足现有车辆信息安全需求,该终端体积小㊁易设计,对现有车辆加装问题以及未来车辆设计有一定工程应用意义㊂关键词:车联网;信息安全;数据加密;S TM32;T H D89中图分类号:T P31文献标识码:AD e s i g n o f V e h i c l e D a t aE n c r y p t i o n T e r m i n a l B a s e d o n T H D89E n c r y p t i o n C h i pL i n Y u n1,F a n H u i j i n1,2,Z h a n g G u a n g w e i3,F e n g S h a o h u a1(1.N a v a l A v i a t i o n U n i v e r s i t y,Y a n t a i264001,C h i n a;2.92769P L A T r o o p s;3.92211P L A T r o o p s)A b s t r a c t:I n v i e w o f t h e c u r r e n t r i s k o f a t t a c k s o n v e h i c l e i n f o r m a t i o n a n d c o mm u n i c a t i o n s i n t h e d e v e l o p m e n t o f t h e i n t e r n e t o f v e h i c l e s, t h e v e h i c l e d a t a e n c r y p t i o n t e r m i n a l i s d e s i g n e d u s i n g t h e T H D89e n c r y p t i o n c h i p a n d t h e S TM32s e r i e s m i c r o c o n t r o l l e r,a n d t h e h a r d-w a r e c i r c u i t a n d s o f t w a r e p r o c e s s a r e d e s i g n e d f r o m t w o a s p e c t s,a n d h a r d w a r e e x a m p l e s a r e p r o d u c e d f o r e x p e r i m e n t a l v e r i f i c a t i o n.A n d t h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e e n c r y p t e d t e r m i n a l c a n b a s i c a l l y m e e t t h e i n f o r m a t i o n s e c u r i t y r e q u i r e m e n t s o f e x i s t i n g v e h i c l e s.T h e s m a l l s i z e a n d e a s y d e s i g n o f t h e t e r m i n a l h a v e c e r t a i n e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n s i g n i f i c a n c e f o r t h e e x i s t i n g v e h i c l e r e t r o f i t p r o b l e m s a n d f u t u r e v e h i c l e d e s i g n.K e y w o r d s:i n t e r n e t o f v e h i c l e s;i n f o r m a t i o n s e c u r i t y;d a t a e n c r y p t i o n;S TM32;T H D890引言随着车联网的不断发展,功能多样化㊁集成化的车载电子设备/系统获得广泛应用,在大幅提升传统汽车舒适性与便捷性的同时,也为汽车信息安全带来了新的隐患,特别是数据安全性要求较高的特种车辆安全问题更为突出㊂越来越多的攻击者通过车载开放的W i F i㊁蓝牙和O B D(O n B o a r d D i a g n o s t i c s)等接口对车辆进行攻击[1-4],攻击途径和手段变得更多,车辆所面临的信息安全问题愈加严峻㊂近年来,国内外对车辆安全性问题的研究不断深入,参考文献[5]针对利用O B D接口发送C A N报文对车载网络进行攻击的问题,提出一种基于A E S32的报文加密方法并就总线负载率与同类方法,进行了分析对比㊂参考文献[6]对车载E C U(E l e c t r o n i c C o n t r o l U n i t,电子控制单元或行车电脑)的信息存储系统进行分析研究,提出信息加密方法以防止核心代码被非法篡改㊂参考文献[7]提出利用中量级硬件安全模块确保车载E C U之间通信环境的安全性,但实现难度较高,要求较为严格㊂参考文献[8]分析了车载C A N总线网络安全现状,归纳总结了现有攻击手段,并提出基于信息熵的C A N总线网络的异常检测方法㊂参考文献[9]针对目前车载C A N协议的相关安全问题提出一种车载控制器局域网络安全协议S P O C A N,包含启动阶段和通信阶段两个安全模块来保证数据安全性和完整性㊂参考文献[10]以报文加密和入侵检测为基础提出了一种车载网络安全通信协议,并建立仿真模型进行安全性攻击测试和入侵检测验证㊂在目前的研究中,无论是对车载通信网络数据的加密方法,还是安全通信协议的实现,都对O E M(O r i g i n a l E q u i p m e n t M a n u f a c t u r e r,原始设备制造商或车辆制造商)提出了较高的要求,对现有车辆不易操作和实现,且缺乏在车级微控制器的计算处理能力下的实际性能分析和可行性验证㊂本文利用国产T H D89芯片内置国密S M4加密算法[11],结合S TM32微控制器设计了车载数据加密终端来保证各E C U之间㊁E C U与外部接口之间的通信安全,体积小㊁易移植,涵盖C A N㊁K线及L i n e线车辆,方法较为通用,并设计了硬件实例验证,对总线负载率以及数据传输实时性进行了分析㊂1 总体结构设计1.1 T H D 89芯片简介T H D 89芯片是紫光同芯微电子公司的最新密码芯片,该芯片已通过A E C Q 100[12]车规认证㊁国际E MV C o 认证和S O G I S C C E A L 5+认证等㊂芯片搭载国密S M 4算法[13],其运算能力得到国密局肯定,适用于智能卡㊁I o T ㊁S E 和车联网等应用场景,体积小,擦写次数可达50万次,数据保持可达25年㊂终端总体结构如图1所示,以S TM 32F 205R B T 6微控制器和T H D 89加密芯片为核心,微控制器与T H D 89芯片之间通过S P I /I 2C 总线进行数据交换,利用S TM 32F 205系列两路C A N _I O 接口的特性将E C U 或者O B D 模块的数据从C A N 1接口读取,通过调用T H 89芯片对数据加密后,由C A N 2接口输出㊂其中,T J A 1050为C A N 总线高速收发器向总线提供差分传输能力,向C A N控制器提供差分接收能力㊂利用74H C 02芯片以及微控制器串行通信功能实现L 线和K 线的数据转发㊂图1 总体结构图终端采用双重加密认证实现车辆通信过程中的身份认证,以传输车辆V I N (V e h i c l e I d e n t i f i c a t i o n N u m b e r,车架号)码为例,首先由O B D 或E C U 进行信息采集,得到车辆的V I N 码和C I D (C a r I n f o r m a t i c D e v i c e )码,将V I N 码分别进行传输和摘要,C I D 码交由T H D 89安全模块进行加密形成密钥,与V I N 码摘要部分共同组成数字签名㊂之后,将V I N 码与数字签名共同进行传输,数字签名部分直接经由T H D 89安全模块进行公钥解密,得到摘要部分;V I N 码则直接取出摘要部分㊂V I N 摘要与数字签名摘要共同进行身份认证,只有双重认证成功,身份认证才能通过,实现流程图如图2所示㊂1.2 硬件设计T H D 89芯片主要有S P I 总线和I 2C 总线两种通信方式,本文终端选用Q F N 32封装形式,通信接口为S P I㊂外围电路主要功能是给芯片提供电源和时钟信号,同时引出通信接口㊂系统硬件电路设计主要分为三部分:S TM 32最小系统㊁总线数据收发模块和加解密模块㊂S TM 32部分为电图2 身份认证流程图源电路㊁时钟电路和复位电路,时钟电路为配合高速C A N 收发器选用贴片无源晶振;电源电路完成12V 转5V 转3.3V ,满足扩展需求;复位电路选用默认启动方式㊂加解密模块为T H D 89芯片,为了保证芯片运算能力,数据处理部分由微控制器完成,通过S P I 总线与微控制器进行明文和密文的交换㊂数据收发模块的外围电路主要选用高速C A N 收发器和电压比较器,完成I S O 157654(C A N B U S )㊁I S O 91412和I S O 142304(KW P 2000)三种常用协议的数据链层支持[16-18]㊂电路设计如图3和图4所示㊂1.3 软件设计软件设计主要采用国密S M 4算法,对总线上数据进行加密,S TM 32承担数据处理工作㊂加密算法流程:设需要发送的消息为比特串M ,m l e n 为M 的比特长度,K 1_l e n 为对称密码算法中密钥K 1的比特长度,K 2_l e n 为函数MA C (K 2,Z )中密钥K 2的比特长度㊂为了加密明文M 给用户B ,作为加密者的用户A 应实现的运算流程如图5所示㊂解密算法及流程:设m l e n 为密文C=C 1||C 2||C 3中C 2的比特长,K 2_l e n 为函数MA C K 2,Z 中密钥K 2的比特长度㊂为了对C 进行解密,作为解密者的用户B 应该实现的运算流程如图6所示㊂2 实验验证与测试为了对所设计的数据加密终端进行有效验证,本文基于S TM 32系列微控制器和C A N 总线分析仪器搭建模拟实验环境,并针对车载O B D 接口进行真车实测,同时搭建了数据加密终端硬件实例进行实验分析㊂图7为终端硬件实物平台,图中A 部分为主控芯片,B 部分为总线数据收发模块,C 部分为加密模块,D 为电源模块,E 为S P I 通信调试接口㊂O B D /E C U 模拟器主控芯片为S TM 32F 103图3 S T M 32电路实现图图4 数据处理模块模拟车辆产生数据㊂2.1 加密正确性验证数据正确性的验证以C A N 信号为例进行分析,采用C A N 分析对加密前后的信号进行采集并分析,采用S M 4官方公布的加解密软件验证数据的正确性,同时通过硬件实例预留的S P I 通信接口连接P C 端分析单片机与加密芯片之间的数据正确性,分析结果如图8所示㊂2.2 加密性能测试观察加密数据长度和控制器芯片工作频率对数据加密时间的影响,将S TM 32微控制器的工作频率设置为16~64MH z ,测试的加密数据长度为1~100组C A N 标准帧,密钥长度为128位,每组实验重复30次取平均值,测试结果如表1所列㊂从表中分析可知,随着时钟频率的增加数据加密所需时间减少㊂在时钟频率为64MH z 时,图5加密算法流程图图6 解密算法流程图加密速度最快,时钟频率与加密时间关系如图9所示㊂图7终端硬件实例图8 S P I 总线上数据加密正确性验证表1 不同工作频率下加密时间测试序号数据长度/组C A N数据帧不同工作频率下加密时间/m s 16MH z24MH z32MH z40MH z48MH z64MH z 110.761.631.200.980.520.202103.151.921.601.200.670.203204.222.371.901.361.060.544305.662.952.101.501.230.925406.253.262.401.761.361.216507.814.683.902.121.591.487608.625.944.562.891.871.7587010.247.254.973.462.031.9898011.988.925.594.682.682.36109013.759.646.715.233.693.101110016.6211.277.956.784.693.902.3 总线负载率与延时C A N 总线负载率的计算方法为单位时间内实际传输的B i t 数与可传输的B i t 数的比值㊂对比加入加解密环节之后C A N 总线的负载率是否能满足要求,选用C A N 分析仪对总线数据进行监测分析,在加入数据加解密环节之后总线负载率并没有明显上升,可满足车辆实际需求㊂图9 不同工作频率下加密时间测试3 结 语本文利用现有市场上的车规级安全加密芯片设计了车载数据加密终端,从硬件和软件两方面对终端的设计过程进行了阐述,并以C A N 总线为例进行了硬件实例测试㊂测试结果表明,数据加密终端可基本满足现有车辆安全性实际需求㊂不足之处在于未对实车数据进行全方位测试,下一步将针对终端进行实车测试㊂参考文献[1]周媛媛.车联网信息安全测试技术分析及应用[J ].北京汽车,2020(2):2327.[2]鲍克,严丹,李富勇,等.车联网信息安全防护体系研究[J ].软件,2018,39(6):2931.[3]常玲,赵蓓,薛姗,等.车联网信息安全威胁分析及防护思路[J ].移动通信,2019,43(11):4750.[4]洪泽,洪锋,陈振娇.针对车联网信息安全的加密引擎芯片设计[J ].网络安全技术与应用,2020(2):3638.[5]W o o S ,J o H J ,L e e D H.A P r a c t i c a l W i r e l e s s A t t a c k o n t h eC o n n e c t e d C a r a n d S e c u r i t y Pr o t o c o l f o r I n V e h i c l e C A N [J ].I E E E T r a n s a c t i o n s o n I n t e l l i g e n t T r a n s p o r t a t i o n S y s t e m s , 2015,16(2):9931006.[6]Y u L ,D e n g J ,B r o o k s R R ,e t a l .A u t o m o b i l e E C U D e s i gn t o A v o i d D a t a T a m p e r i n g [C ]//t h e 10t h A n n u a l C yb e r a n d I n -f o r m a t i o n S ec u r i t y Re s e a r c h C o nf e r e n c e ,A C M ,2015.[7]N i l s s o n D K ,L a r s o n U E ,J o n s s o n E .E f f i c i e n t I n V e h i c l eD e l a y e d D a t a A u t h e n t i c a t i o n B a s e d o n C o m p o u n d M e s s a ge A u t h e n t i c a t i o n C o d e s [C ]//I E E E V e h i c u l a r T e c h n o l o g y Co n -f e r e n c e ,2008.[8]于赫.网联汽车信息安全问题及C A N 总线异常检测技术研究[D ].长春:吉林大学,2016.[9]刘毅,秦贵和,赵睿.车载控制器局域网络安全协议[J ].西安交通大学学报,2018,52(5):94100.[10]罗峰,胡强,刘宇.基于C A N F D 总线的车载网络安全通信[J ].同济大学学报(自然科学版),2019,47(3):386391.[11]姚思,陈杰.S M 4算法的一种新型白盒实现[J ].密码学报,2020,7(3):358374.[12]A n o n y m o u s .S y n c h r o n o u s b u c k r e gu l a t o r I C i s A E C Q 100a u t o m o t i v e q u a l i f i e d [J ].E l e c t r o n i c s W e e k l y,2013(2555).[13]R e d C l o u d T e c h n o l o gi e s r e c e i v e s I S O 27001:2017I n f o r m a -t i o n S e c u r i t y ce r t if i c a t i o n ,2017.[14]史宁,高荣刚,李景剑.汽车产品信息安全认证关键技术研究[J ].汽车工业研究,2018(11):3335.[15]公伟,王庆升,王曙光.物联网信息安全认证体系研究[J ].质量与认证,2017(5):4849.[16]韩江洪,康杰,张本宏,等.I S O 15765机制在F l e x R a y 网络中的研究与实现[J ].电子测量与仪器学报,2014,28(9):935942.[17]杨其校,刘昭度,齐志权,等.I S O 9141通讯电路及其与R S 232串行通讯转换电路的设计[J ].仪器仪表学报,2005(S 1):534536.[18]张成彬,赵慧,曹宗钰.基于深度学习的车身网络K W P 2000协议漏洞挖掘[J ].山东大学学报(工学版),2019,49(2):1722.(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-09-15) [8]高志来,郑天池,王璐璐,等.电容器固定剂自动上料机及其控制系统设计[J ].机械设计与制造,2019(5):158162.[9]陈友东,刘嘉蕾,胡澜晓.一种基于高斯过程混合模型的机械臂抓取方法[J ].机器人,2019,41(3):343352.[10]董靖川,张成君,王一成,等.面向机器人智能抓取任务的视觉定位实验[J ].实验技术与管理,2020,37(3):5659.[11]温秀兰,张腾飞,芮平,等.基于三维机器视觉的工业机器人定位系统设计[J ].组合机床与自动化加工技术,2018(9):4952.[12]郭琳娜,郑天池,孙小刚,等.基于P L C 的L 形镍片自动上料机的设计[J ].现代制造工程,2017(11):115119.[13]叶卉,张为民,张欢,等.机器人智能抓取系统视觉模块的研究与开发[J ].组合机床与自动化加工技术,2016(12):15.[14]倪鹤鹏,刘亚男,张承瑞,等.基于机器视觉的D e l t a 机器人分拣系统算法[J ].机器人,2016,38(1):4955.[15]翟敬梅,董鹏飞,张铁.基于视觉引导的工业机器人定位抓取系统设计[J ].机械设计与研究,2014,30(5):4549.张大为(硕士研究生),主要研究方向为工业自动化㊁机器视觉㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-08-20)。
国产化环境的密码技术研究及其应用
国产化环境的密码技术研究及其应用2.广东省网络与信息安全漏洞研究重点实验室摘要：随着信息技术的快速发展和国产化替代的兴起，数据安全和密码技术成为保障信息安全的重要领域。
本论文针对国产化替代环境下对数据安全和密码技术的研究进展进行了综述和分析。
首先，介绍了国产化替代的定义和特点，以及数据安全在国产化适配中的重要性。
接着，对数据加密与解密技术、认证与访问控制技术、密钥管理与分发技术、数据完整性与防篡改技术等密码技术的研究进展进行了详细介绍。
同时，对密码技术在国产化适配中的应用进行了案例分析，包括数据采集与传输安全、云计算与边缘计算安全、物联网安全等方面。
最后，总结了当前研究的不足之处，并提出了未来研究的方向和展望。
关键词：数据安全、密码技术、国产化替代、数据加密、密钥管理、数据完整性一、背景和意义在当今数字化时代，信息技术的迅速发展和普及使得大量数据在各个领域中产生、传输和存储。
企业、政府机构、医疗机构、金融机构等都面临着海量数据的管理和保护。
同时，随着国产化替代和信创适配的兴起，人工智能、物联网、云计算等技术不断融合，数据的规模和复杂性进一步增加，数据安全问题变得愈发重要。
数据安全指的是保护数据免受未经授权访问、泄露、篡改或破坏的威胁。
数据泄露或被篡改可能导致个人隐私的曝光、商业机密的泄露、金融欺诈的发生等严重后果。
因此，保障数据的安全性和隐私性对于个人、组织和社会的稳定和可持续发展至关重要。
密码技术作为信息安全的核心技术之一，通过数据加密、认证与访问控制、密钥管理以及数据完整性与防篡改等手段，可以有效地提升数据的保密性、完整性和可用性。
数据加密技术通过将数据转化为密文，使得未经授权的人无法理解数据内容。
认证与访问控制技术用于验证用户身份并控制其对数据的访问权限。
密钥管理技术用于生成、分发和管理加密所需的密钥。
数据完整性与防篡改技术用于检测和防止数据被篡改或损坏。
在国产化替代和信创适配的大环境下，数据的规模和复杂性进一步增加，传统的数据安全和密码技术面临新的挑战和需求。
教你怎么选择智能汽车域控制器芯片？
教你怎么选择智能汽车域控制器芯片？1. 控制类芯片介绍自动驾驶芯片是指可实现高级别自动驾驶的 SoC 芯片。
CPU作为通用处理器，适用于处理数量适中的复杂运算。
控制类芯片主要就是指MCU（Microcontroller Unit），即微控制器，又叫单片机，是把CPU的主频与规格做适当缩减，并将存储器、定时器、A/D转换、时钟、I/O端口及串行通讯等多种功能模块和接口集成在单个芯片上，实现终端控制的功能，具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。
车规级MCU示意图※资料来源：公开资料、编写单位提供汽车是MCU的一个非常重要的应用领域，据IC Insights数据，2019年全球MCU应用于汽车电子的占比约为33%。
高端车型中每辆车用到的MCU数量接近100个，从行车电脑、液晶仪表，到发动机、底盘，汽车中大大小小的组件都需要MCU进行把控。
早期，汽车中应用的主要是8位和16位MCU，但随着汽车电子化和智能化不断加强，所需要的MCU数量与质量也不断提高。
当前，32位MCU在汽车MCU中的占比已经达到了约60%，其中ARM公司的Cortex系列内核，因其成本低廉，功耗控制优异，是各汽车MCU厂商的主流选择。
汽车MCU的主要参数包括工作电压、运行主频、Flash和RAM容量、定时器模块和通道数量、ADC模块和通道数量、串行通讯接口种类和数量、输入输出I/O 口数量、工作温度、封装形式及功能安全等级等。
按CPU位数划分，汽车MCU主要可分为8位、16位和32位。
随着工艺升级，32位MCU成本不断下降，目前已经成为主流，正在逐渐替代过去由8/16位MCU 主导的应用和市场。
如果按应用领域划分，汽车MCU又可以分为车身域、动力域、底盘域、座舱域和智驾域。
其中，对于座舱域和智驾域来说，MCU需要有较高的运算能力，并具有高速的外部通讯接口，比如CAN FD和以太网，车身域同样要求有较多的外部通讯接口数量，但对MCU的算力要求相对较低，而动力域和底盘域则要求更高的工作温度和功能安全等级。
单片机在车联网中的应用与数据隐私保护
单片机在车联网中的应用与数据隐私保护随着科技的不断发展，车联网技术逐渐成为汽车行业的热门话题。
车联网技术将车辆与互联网连接起来，实现车辆间的数据交流与共享。
而单片机作为车联网系统中不可或缺的一部分，为车联网的应用提供了更多可能性。
然而，在车联网中广泛应用的同时，我们也面临着与数据隐私保护相关的问题。
本文将就单片机在车联网中的应用以及数据隐私保护进行探讨。
一、单片机在车联网中的应用1.1 车辆状态监测与控制单片机可以用于实时监测车辆的各种状态，例如车速、油耗、发动机转速等等。
通过传感器采集相关数据，单片机可以对这些数据进行处理，并根据用户的需求进行相应的控制操作。
例如，当车速超过限定值时，单片机可以触发相应的警示措施，确保车辆安全。
1.2 驾驶辅助系统单片机还可以用于开发驾驶辅助系统，帮助驾驶员更好地掌握车辆信息以及路况状况。
例如，单片机可以利用图像识别技术对前方的路况进行分析，并提供相应的驾驶建议。
这样可以减少驾驶员的驾驶压力，提高驾驶安全性。
1.3 车辆定位与导航单片机可以集成全球定位系统（GPS），用于车辆的定位与导航。
通过单片机实时获取车辆的位置信息，并结合地图数据，能够为驾驶员提供导航指引，帮助驾驶员快速准确地到达目的地。
二、单片机在车联网中的数据隐私保护2.1 数据加密与传输安全在车联网应用中，大量的数据需要通过单片机进行传输。
为保护数据的安全性，可以采用数据加密技术对数据进行加密处理，确保只有授权的人员可以访问和识别这些数据。
同时，在数据传输过程中，使用安全的通信协议，例如SSL（Secure Sockets Layer），保证数据在传输过程中不会被窃取或修改。
2.2 访问控制与权限管理针对车联网应用中的不同角色和用户，需要建立严格的访问控制机制和权限管理策略。
单片机可根据用户的身份和权限级别，为不同用户提供不同的功能和数据访问权限。
这样可以确保只有授权的用户可以操作和访问相关数据，提高数据的安全性。
商用车基于国产商用密码的车云-PKI安全体系应用实践
商用车基于国产商用密码的车云-PKI安全体系应用实践摘要：随着智联化网联化的发展，商用车车云通信面临着严重的信息安全风险。
为满足国家安全要求及推进国产商用密码的应用，本文构建了商用车车云-PKI安全认证体系，采用了国产商用密码，比如国密SM2、SM3和SM4算法。
本文详细描述了在证书生命周期内的应用实践。
关键词：商用车;车云-PKI;国产商用密码中图分类号：TP309 文献标志码：A引言随着商用车智能化、网联化、电动化发展，商用车车云通信带来的信息安全威胁，不仅会导致人身伤害及经济损失，还可能引发社会问题。
比如，黑客入侵车辆智能控制系统，对车辆的停车状态及行驶状态进行远程控制，带来直接的人身伤害及财产损失，大规模黑客入侵事件，还会造成威胁公共安全及国家安全的社会问题[1,3-5]。
在车云通信方面，云服务器、通信协议、传输、车端等环节面临着安全风险。
常见的风险有：身份假冒、窃听攻击、数据篡改等。
目前，国密在金融、电信等重点行业已进行了国密改造，但在车联网，特别是商用车行业，国产商用密码应用基础薄弱，主要存在不够广泛、规范、安全、契合等问题[6]。
本文针对车云通信的安全威胁及推进国产商用密码的应用，构建基于国产密码的车云-PKI安全认证体系，以满足商用车的车云通信安全要求。
1基于国产商用密码的车云-PKI安全体系1.1 PKI 体系安全原理PKI是利用公钥理论和技术建立的提供网络信息安全服务的基础设施，为用户提供所需的密钥和证书管理，用户可以利用PKI平台提供的安全服务进行安全通信[2]。
为保证车联网中各节点之间的通信安全，常采用 PKI 机制来保证通信安全，满足车联网通信的真实性、机密性、完整性、可用性、不可否认要求。
PKI主要利用加密、数字签名、数字证书等来保护应用、通信或事务处理的安全性：1.2 国产商用密码为了保障我国商用密码安全，国家商用密码管理办公室制定了一系列国产密码标准，包括SF3、SM1(SCB2)、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法等。
国密算法和国际密码算法的却别算法
国密算法和国际密码算法的却别算法一、概述密码学是信息安全的重要组成部分，它涉及到如何保护信息的机密性、完整性和可用性。
密码算法是密码学的基础，分为国际密码算法（如RSA、ECC）和国产密码算法（如SM2、SM3）等。
本文将介绍国密算法和国际密码算法的区别与联系。
二、国密算法国密算法是一种基于我国自主研发的密码技术实现的密码算法，主要包括SM1到SM5系列密码算法。
这些算法具有较高的安全性，适合于在各种场景下使用。
国密算法的特点包括：1.安全性高：基于我国自主研发的密码技术，具有较高的安全性。
2.适用性强：适用于各种场景，包括网络通信、数据加密、身份认证等。
3.易于实现：算法实现简单，易于在各种设备上部署。
三、国际密码算法国际密码算法是指国际通用的密码技术实现的密码算法，主要包括RSA、ECC 等。
这些算法在信息安全领域得到了广泛应用，具有较高的安全性和效率。
国际密码算法的特点包括：1.安全性高：经过广泛的安全性测试和评估，具有较高的安全性。
2.效率高：算法实现简单，运算速度快，适用于大规模数据加密和签名等场景。
3.标准化：国际上已经形成了相应的标准，便于在各种场景下使用。
四、区别与联系国密算法和国际密码算法在安全性、适用性和标准化等方面存在一定的区别，但也存在一定的联系。
具体来说：1.安全性：国密算法和国际密码算法都具有较高的安全性，但具体安全性评估和测试可能存在差异。
2.适用性：国际密码算法在某些场景下具有更高的效率和适用性，而国密算法则更适合于国内场景。
3.标准化：国际密码算法已经形成了相应的标准，而国密算法也在逐步实现标准化，以适应国内信息安全的需求。
五、结论综上所述，国密算法和国际密码算法各有特点，适用于不同的场景。
在实际应用中，应根据具体需求和场景选择合适的密码算法。
同时，加强密码技术的研究和应用，提高我国信息安全保障能力，是当前信息安全领域的重要任务。
国产密码的研究与应用
国产密码的研究与应用张峰，李祥军，于乐，张弘扬, 唐克迪（中国移动通信集团公司信息安全管理与运行中心，北京 100053）摘 要 本文聚焦在国产密码的研究与应用，包括梳理国产密码政策法规和国产密码算法情况，分析当前密码技术面临的风险，列举国产密码在物联网中的成功应用，如身份认证、数据传输和数据存储方面的应用，最后提出对国产密码的发展展望。
关键词 国产密码；国产密码算法；物联网中图分类号 TN918 文献标识码 A 文章编号 1008-5599（2020）12-0019-06收稿日期：2020-11-05密码是网络安全的核心技术和基础支撑。
自2012年以来，国家密码管理局陆续发布了我国商用密码技术标准。
截止到2019年12月，已发布密码行业标准77项，范围涵盖密码算法、密码协议、密码产品、密码应用和密码检测等多个方面，已初步满足我国社会各行业在构建信息安全保障体系时的密码应用需求。
商业秘密具有秘密性、财产性和可分享性，商用密码的作用之一就是保护商业秘密。
目前国产密码在通信、金融、能源、互联网和物联网等各行业都有较多应用，如通过国密算法实现身份认证、通道加密、数据加密和数据防篡改等安全功能。
国产密码将在各行业更加深入和普及，相应的密码技术也会愈加成熟和完备。
1 国产密码概述1.1 国产密码国家政策法规国家对国产密码的重视程度不断增强，并发布了各类国产密码的指导标准(见表1)，为保障国家关键信息基础设施安全、构建自主可控信息技术体系、打造以密码技术为核心的多种技术相互融合的新网络安全体系提供了坚实基础。
1.2 国产密码情况在我国，为了保障商用密码的安全性，国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准，如图1所示。
国产密码包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9和祖冲之密码算法（ZUC）等。
其中SM1、SM4、SM7和祖冲之密码（ZUC）是对称算法；SM2和SM9是非对称算法；SM3是杂凑算法。
车联网中密码算法应用现状分析
2019.09 / 97车联网中密码算法应用现状分析文│西安电子科技大学 冯凯 中国电子技术标准化研究院 李巍 龚洁中当前，汽车的信息化、智能化不断普及，车联网技术已经在各大车厂的量产车型实现了较为广泛的应用，但随之而来的车联网技术相关安全问题已经日益凸显。
笔者认为，车联网的安全防护并非单指车辆自身信息安全，而是一个包含端、管、云以及外部新兴生态系统的整体生态安全防护。
密码算法是保障车联网安全的核心技术和基础支撑，是解决车联网安全问题最有效、最可靠、最经济的手段。
今年，在第十三届全人大常委会第十一次会议上，密码法草案提请审议，该法案旨在通过立法提升密码管理科学化、规范化、法治化水平，促进我国密码事业的稳步健康发展。
这也为密码算法在车联网中的大力推广提供了法律支撑，有利于车企开展部署，从而从整体上提升车联网的安全防护水平。
一、车联网安全风险分析目前，产业界普遍将车联网体系归纳为端、管、云三层架构。
第一层即“端”系统，主要包括汽车的ECU 以及各种智能传感器等，负责捕捉车辆信息，感知行车状态与环境；第二层是“管”系统，主要负责解决车与车、车与路、车与人之间的互联互通（俗称V2X）；第三层为“云”系统，即是一个云架构的车辆运行信息服务平台，需要安全认证、实时交互、海量存储、数据分析等云计算功能，实现调度、监控、管理和服务车辆。
这三层对应的功能就是信息获取、通信网络与信息处理。
随着汽车网联化程度的不断加深，汽车易于被远程攻击、恶意控制等安全隐患逐渐暴露在网络空间中，本文将由车内至车外，依托三层架构的划分来对智能网联汽车所面临的安全风险进行归纳分析。
（一）“端”系统的安全风险主要存在以下三方面安全风险：1. 车载终端架构的安全威胁。
随着智能网联汽车的功能越来越多，使得整车的结构越来越复杂，其每个ECU 之间交互的复杂度以及处理接受外部数据的需求都对车载体系架构的安全保障能力提出了极高的要求，由于ECU 之间通信方式简单，其数据传输过程中极有可能受到重放攻击遭到篡改，数据的保密性、完整性和真实性受到了考验，因此需要在ECU 上增加密码算法模块用于对数据进行校验。
基于国密算法SM4的车载PEPS和EMS安全认证方法研究
基于国密算法SM4的车载PEPS和EMS安全认证方法研究李敏;陈付龙;庞辉
【期刊名称】《南京信息工程大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(14)5
【摘要】随着ICV(智能网联汽车)产业的快速发展,车与人、车与车以及车与外部环境的数据交换成为常态,汽车安全受到严重威胁,研究汽车安全认证方法则显得至关重要.车载PEPS(无钥匙进入及启动系统)和EMS(发动机管理系统)的安全认证决定整车安全性能,是保证汽车安全运行的前提条件.目前业界广泛采用128 bits AES 算法实现PEPS和EMS的安全认证,而由于AES密钥生成和密钥调度算法较国密算法SM4复杂,加解密时间较长,且算法实现的代码量较大,占用过多的MCU资源,因此,本文提出将国密SM4算法应用于车载PEPS和EMS的安全认证,缩短加解密时间,有效提高数传效率,同时采用高级语言实现该算法并移植到国产MCU
GD32F103,实现产品国产化,降低成本.将国密算法SM4进行推广,为ICV安全认证提供研究基础.
【总页数】8页(P543-550)
【作者】李敏;陈付龙;庞辉
【作者单位】安徽师范大学计算机与信息学院;芜湖职业技术学院信息与人工智能学院;埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于国密SM4算法的ACARS数据链信息加密
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Abstract: This paper introduces the research status of in-vehicle cybersecurity and cryptography applications, and analyzes the differences between the Chinese cryptographic algorithms-SM4, SM3, SM2 and corresponding international cryptographic algorithms based on previous study. Experiments are carried out on the programmable hardware encryption module. The performance of the Chinese cryptographic algorithms and corresponding international cryptographic algorithms is compared in terms of software execution time and running memory occupation. There is a difference in software execution speed between
英文引用格式:WU Zhihong, ZHAO Jianning, ZHU Yuan, et al. Comparative Study on Application of Chinese Cryptographic Algorithms and International Cryptographic Algorithms in Vehicle Microcotrollers卩］.Netinfb Security 2019,19(8): 68-75.
提供基础，也可为开发国密算法的硬件加密模块提供参考。
关键词：车联网；国密算法；国际密码算法；车载单片机 中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1671-1122 (2019) 08-0068-08
中文引用格式：吴志红，赵建宁，朱元，等.国密算法和国际密码算法在车载单片机上应用的对比研究［J］. 信息网络安全，2019, 19(8)： 68-75.
块上进行实验，从软件执行时间、运行内存占用等方面对比了国密算法和国际密码算
法的性能。结果表明，国密SM系列算法和对应国际密码算法占用大小相当的运行内存，
任何一种国密算法和对应的国际密码算法在软件执行速度方面都存在差异，但算法执
行时间的差别最大不超过31%。文章研究可为基于国密算法的车载和车联网安全通信
nCtinfo security 技术研究
2019年第8期\_________________________________________________________________________________________________________
■ doi ：10.3969/j.issn.1671-1122.2019.08.010
收稿日期：2019-3-2 基金项目：国家重点研发计划[2017YFE0101400] 作者简介：吴志红（1961—），男，浙江，教授，博士，主要研究方向为电机传动、嵌入式系统安防机制；赵建宁（1989—）,男，河南, 博士研究生，主要研究方向为汽车网络安全防扒 车载安全协议、密码学应用；朱元（1976—）,男，江苏，副教授，博士，主要研究 方向为电机传动、汽车功能安全、信息安全；陆科（1983—）,男，江苏，博士，主要研究方向为汽车功能安全、信息妥全。 通信作者：赵建宁 1510810@
国密算法和国际密码算法在车载单片机上 应用的对比研究
--------------------------- 吴志红，赵建宁，朱元，陆科----------------------------
(同济大学，上海201800 )
摘 要：文章介绍了车载网络安全和密码学应用的研究现状，结合前人的研究分
析了国密SM4、SM3、SM2算法和对应国际密码算法的差异。在可编程的硬件加密模
Comparative Study on Application of Chinese Cryptographic Algorithms and International Cryptographic Algorithms in
Vehicle Microcotrollers
WU Zhihong, ZHAO Jianning, ZHU Yuan, LU Ke
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N0TINFO SECURITY
_________________________________________________________________________________________________________ 2019年第8期 技术研究
any Chinese cryptographic algorithm and its corresponding international algorithm, but the speed difference is no more than 31%. This paper provides a basis for in-vehicle or Internet of vehicles secure communication based on Chinese cryptographic algorithms, and can also provide reference for developing hardware encryption module of Chinese cryptographic algorithms.