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2019 年度 実施状況報告書

セキュリティとリアルタイム性要求を保証した車載制御ネットワークの最適化設計

研究課題

研究課題/領域番号 19K11920
研究機関名古屋大学

研究代表者

曾 剛  名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90456632)

研究分担者 倉地 亮  名古屋大学, 情報学研究科, 特任准教授 (10568059)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードin-vehicle network / controller area network / real-time system / security measure / optimization design
研究実績の概要

本研究は、複雑な制御系車載ネットワーク(IVN)を対象に、セキュリティ要求とリアルタイム性を考慮したIVNの時間解析手法とIVNの最適化設計手法の開発を目標としており、(1)IVNのセキュリティ要求分析とその強化技術の開発、(2)セキュリティを考慮したIVNの最適化設計手法、(3)セキュリティ強化策によるIVNのリアルタイム性への影響と対策、の3つのお主なテーマから構成されている。

テーマ(1)については、車両外部からの不正アクセスに対する強制アクセス制御方式を提案した、また、既存の侵入検知アルゴリズムの正当性と妥当性を評価するために、侵入検知システム(IDPS)評価プラットフォームを提案した。
テーマ(2)については、IVNの帯域使用率の最小化とリアルタイム性の両立が難しい課題に対処するために、IVNの帯域使用率を最小化した上、メッセージのリアルタイム制約を守られるメッセージパッキングのフレームワークを提案した。また、受信ノートの割込み処理負荷を削減するために、IVNの帯域使用率を最小化しながら、メッセージ受信時に不要なメッセージ受信割込み(MRI)を削減できるメッセージパッキング方法も提案した。
テーマ(3)については、セキュリティ対策の通信コストを削減するために、すべてのメッセージにメッセージ認証コード(MAC)を割り当てではなく、Keep Alive Messagesを利用した攻撃検知手法を提案した。また、実環境で各CANメッセージの遅延時間を知る方法がない課題に対処するために、各ECUノード間のグローバル時間に同期せずに、各メッセージの実際の遅延時間を受信ノートに通知することができるDDCAN(Delay-time Deliverable CAN)を提案した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

テーマ(1) IVNのセキュリティ要求分析とその強化技術の開発については、国内研究会で2件の発表を行った。なお、テーマ(1)のIVNのセキュリティ要求レベルとその強化技術のモデリングについて、論文を作成しているところである。テーマ(2) セキュリティを考慮したIVNの最適化設計手法については、査読付き国際会議で1件を発表した、査読つき英語論文誌で1編の論文を公表した。テーマ(3)セキュリティ強化策によるIVNのリアルタイム性への影響と対策については、査読付き国際会議で2件を発表した。(1)~(3)のテーマによって進捗状況に差があるが、プロジェクト全体として、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今年度の成果を踏まえて、計画通りで進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

論文発表に関する掲載費と旅費の支出は、当初の計画より少なかった。次年度は計画通り、実施する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] 厦門理工大学/湖南大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      厦門理工大学/湖南大学
  • [雑誌論文] Balancing Bandwidth Utilization and Interrupts: Two Heuristic Algorithms for the Optimized Design of Automotive CPS2020

    • 著者名/発表者名
      Yong Xie, Gang Zeng, Ryo Kurachi, Xin Peng, Guoqi Xie, and Hiroaki Takada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Informatics

      巻: 16 ページ: 2382-2392

    • DOI

      10.1109/TII.2019.2936240

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 車載制御ネットワーク向けIDPS評価プラットフォームの提案2020

    • 著者名/発表者名
      倉地亮、佐々木崇光、前田学、安齋潤、松島秀樹
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2020)
  • [学会発表] 車載制御システム向け強制アクセス制御機構の提案2020

    • 著者名/発表者名
      倉地亮、高田広章、足立直樹、上田浩史、滝本周平
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2020)
  • [学会発表] An Integrated Framework for Packing CAN-FD Frames and Assigning Offsets2019

    • 著者名/発表者名
      Shan Ding, Hui Wang, and Gang Zeng
    • 学会等名
      IEEE Smart World Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] DDCAN: Delay-time Delivable CAN network2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kurachi, Hiroaki Takada, Naoki Adachi, Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      IEEE International Workshop on Automobile Software Security and Safety
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Minimizing MAC Utilization for Controller Area Network2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kurachi, Hiroaki Takada, Hiroshi Ueda, Shuhei Takimoto
    • 学会等名
      The 2nd ACM Workshop on Automotive and Aerial Vehicle Security
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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