DE102022201899A1

DE102022201899A1 - Mitigation einer manipulation von software eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022201899A1
Application number: DE102022201899.0A
Authority: DE
Inventors: Manuel Jauss; Felix Hallaczek; Marcel Kneib
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-02-23
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2023-08-24
Also published as: CN116639138A; JP2023122638A; US12306946B2; US20230267204A1

Abstract

Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren. Das Verfahren umfasst Analysieren einer mit einem oder mehreren kryptographischen Verfahren gesicherten Kommunikation zwischen einer ersten Komponente einer Mehrzahl von Komponenten eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs in einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation ist ein Teil des Bordnetzwerks ist und zur Mitigation von Software in jedem der Mehrzahl von Komponenten des Bordnetzwerkes ausgelegt. Das Verfahren umfasst weiterhin Erkennen der Möglichkeit einer Manipulation der Software der ersten Komponente in der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software basierend auf dem Analysieren der Kommunikation und Einleiten einer Gegenmaßnahme zur Mitigation der Manipulation der Software der ersten Komponente durch die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation.

Description

Stand der Technik
In jüngerer Zeit werden Fahrzeuge in immer stärkerem Maß in offene Kontexte eingebunden (d.h., die Fahrzeuge weisen eine oder mehrere Schnittstellen auf, über die im Betrieb Daten empfangen und/oder gesendet werden, die wiederum für den Betrieb des Fahrzeugs verwendet werden). Zusätzlich nimmt die Komplexität der Komponenten der Fahrzeuge und insbesondere ihrer Software stetig zu. Die Software der Fahrzeuge wird außerdem in immer vielfältigerer Weise im Betrieb aktualisiert.
Als Folge dessen werden Möglichkeiten zur Manipulation der Software der Komponenten der Fahrzeuge vielfältiger.
In manchen Verfahren des Stands der Technik ist die Detektion und vor allem die Mitigation (d.h. Behebung, so dass ein definierter (sicherer) Zustand erreicht wird) von Manipulationen mit erheblichem Aufwand und somit Zeitverzug verbunden. Zum Beispiel kann im Rahmen eines Werkstattaufenthalts die manipulierte Software einer Komponente (z.B. eines Steuergeräts) zurückgesetzt und damit die Manipulation behoben werden. In anderen Techniken kann Software von einem entfernten Computer-System angefordert werden, mit Hilfe derer die manipulierte Software einer Komponente (z.B. eines Steuergeräts) zurückgesetzt und damit die Manipulation behoben wird. In beiden Fällen kann zwischen der Detektion der Manipulation und der Mitigation der Manipulation ein erheblicher Zeitraum liegen. Unter Umständen ist der Betrieb des Fahrzeugs in diesem Zeitraum gestört (z.B. ein vorbestimmtes Sicherheitskriterium wird nicht mehr erfüllt). In manchen Fällen kann das Fahrzeug nicht mehr fahrtüchtig oder seine Funktionalität massiv gestört sein. Daher sind verbesserte Techniken zur Mitigation der Manipulation von Software wünschenswert.
Offenbarung der Erfindung
Ein erster allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren. Das Verfahren umfasst Analysieren einer mit einem oder mehreren kryptographischen Verfahren gesicherten Kommunikation zwischen einer ersten Komponente einer Mehrzahl von Komponenten eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs in einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation ist ein Teil des Bordnetzwerks und zur Mitigation von Software in jedem der Mehrzahl von Komponenten des Bordnetzwerkes ausgelegt. Das Verfahren umfasst weiterhin Erkennen der Möglichkeit einer Manipulation der Software der ersten Komponente in der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software basierend auf dem Analysieren der Kommunikation und Einleiten einer Gegenmaßnahme zur Mitigation der Manipulation der Software der ersten Komponente durch die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation.
Ein zweiter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein System, das dazu ausgelegt ist, das Verfahren gemäß dem ersten allgemeinen Aspekt auszuführen.
Ein dritter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software einer Mehrzahl von Komponenten eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs, die dazu ausgelegt ist, das Verfahren des ersten allgemeinen Aspekts auszuführen.
Ein vierter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Bordnetzwerk für ein Fahrzeug. Das Bordnetzwerk umfasst eine Mehrzahl von Komponenten, die eine erste Komponente beinhaltet und die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software gemäß dem dritten allgemeinen Aspekt.
Ein fünfter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Fahrzeug, das das System gemäß dem zweiten allgemeinen Aspekt umfasst und/oder ein Teil dessen ist und/oder das Bordnetzwerk gemäß dem vierten allgemeinen Aspekt umfasst.
Die Techniken der ersten bis vierten allgemeinen Aspekte der vorliegenden Offenbarung können in manchen Fällen einen oder mehrere der folgenden Vorteile haben.
Erstens kann in manchen Situationen sichergestellt werden, dass die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software den das Vorliegen einer Manipulation der Software der ersten Komponente (und ggf. den anderen Komponenten) sicher Erkennen und in der Folge Gegenmaßnahmen einleiten kann. In vielen Fällen wird eine Detektion der Manipulation der Software zunächst lokal in der ersten Komponente stattfinden. Damit die (entfernte) zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software ihrerseits die Manipulation erkennen kann, muss die erste Komponente mit dieser kommunizieren (z.B. eine Nachricht senden, dass eine Manipulation festgestellt wurde). Diese Kommunikation der ersten Komponente (und ggf. den anderen Komponenten) ist mit einem oder mehreren kryptographischen Verfahren gesichert. In einem illustrativen Beispiel kann die Kommunikation zwischen einem Sicherheits-Modul der ersten Komponente und der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation verschlüsselt sein. Diese Maßnahme kann es einem Eindringling erschweren oder unmöglich machen, die Kommunikation zwischen der jeweiligen Komponente und der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software zu belauschen und/oder zu stören. Ohne eine solche Maßnahme könnte ein Angreifer in einem System mit einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software versuchen, durch eine Beeinflussung der Kommunikation das Einleiten von Gegenmaßnahmen zur Mitigation zu vereiteln oder aber eine Manipulation vortäuschen und so unnötige Gegenmaßnahmen auszulösen (die wiederum den Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigen können).
Zweitens (und als Folge des ersten Vorteils) ermöglichen die Techniken der vorliegenden Offenbarung den in manchen Fällen sicheren Einsatz einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software. Ein System mit einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software kann im Vergleich zu manchen Techniken des Stands der Technik leichter skaliert und/oder in älteren Fahrzeugen (die nicht gemäß dem neuesten Standard ausgelegt sind) eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation relativ einfach zur „Betreuung“ zusätzlicher Komponenten modifiziert werden. Die „betreuten“ Komponenten müssen dazu in manchen Fällen wenig oder gar nicht modifiziert werden, was den Einsatz in älteren Fahrzeugen erleichtert. Auch die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation selbst kann in manchen Fällen durch ein Software-Update nachgerüstet werden. Zum Beispiel kann eine bestehende Komponente eines Fahrzeugs (bspw. eine zentrale Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs oder ein Zentral-Computer des Fahrzeugs) mittels eines Software-Updates mit der (zusätzlichen) Funktion einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation versehen werden.
Einige Begriffe werden in der vorliegenden Offenbarung in folgender Weise verwendet:

Eine „Komponente“ (eines Bordnetzwerks) in der vorliegenden Offenbarung verfügt über eigene Hardwareressourcen, die zumindest einen Prozessor zum Ausführen von Befehlen und Speicher zum Ablegen zumindest einer Software-Komponente umfassen. Der Begriff „Prozessor“ umfasst auch Mehr-Kern-Prozessoren oder mehrere separate Bauteile, die die Aufgaben einer zentralen Verarbeitungseinheit eines elektronischen Geräts übernehmen (und sich diese ggf. teilen). Eine Komponente kann eigenständig Aufgaben ausführen (z.B. Messaufgaben, Überwachungsaufgaben, Steueraufgaben, Kommunikationsaufgaben und/oder andere Arbeitsaufgaben). Eine Komponente kann aber in manchen Beispielen auch von einer anderen Komponente gesteuert werden. Eine Komponente kann physisch abgegrenzt sein (z.B. mit einem eigenen Gehäuse) oder aber in ein übergeordnetes System integriert sein. Eine Komponente kann ein Steuergerät oder ein Kommunikationsgerät des Fahrzeugs sein. Eine Komponente kann ein eingebettetes System sein. Eine Komponente kann einen oder mehrere Mikrocontroller umfassen.

Ein „eingebettetes System“ ist eine Komponente, die in einen technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist. Dabei übernimmt die Komponente Messaufgaben, Überwachungsaufgaben, Steueraufgaben, Kommunikationsaufgaben und/oder andere Arbeitsaufgaben.
Ein „(dediziertes) Steuergerät“ ist eine Komponente, die (ausschließlich) eine Funktion eines Fahrzeugs steuert. Ein Steuergerät kann zum Beispiel eine Motorsteuerung, eine Steuerung eines Bremssystems oder eine Steuerung eines Assistenzsystems übernehmen. Eine „Funktion“ kann dabei auf verschiedenen Ebenen des Fahrzeugs definiert sein (z.B. kann für eine Funktion einen einzelnen Sensor oder Aktor, aber auch eine Vielzahl von Baugruppen, die zu einer größeren funktionalen Einheit zusammengefasst sind, eingesetzt werden).
Der Begriff „Software“ oder „Software-Komponente“ kann grundsätzlich jeder Teil einer Software einer Komponente (z.B. eines Steuergeräts) der vorliegenden Offenbarung sein. Insbesondere kann eine Software-Komponente eine Firmware-Komponente einer Komponente der vorliegenden Offenbarung sein. „Firmware“ ist eine Software, die die in (elektronischen) Komponenten eingebettet ist und dort grundlegende Funktionen leistet. Firmware ist funktional fest mit der jeweiligen Hardware der Komponente verbunden (so dass das eine nicht ohne das andere nutzbar ist). Sie kann in einem nicht-flüchtigen Speicher wie einem Flash-Speicher oder einem EEPROM gespeichert sein.
Der Begriff „Update-Information“ oder „Software-Update-Information“ umfasst jedwede Daten, die direkt oder nach entsprechenden Verarbeitungsschritten eine Software-Komponente einer Komponente gemäß der vorliegenden Offenbarung bilden. Die Update-Information kann lauffähigen Code enthalten oder noch zu kompilierenden Code (der in dem Speicher der entsprechenden Komponente abgelegt ist).
Der Begriff „Manipulation“ umfasst in der vorliegenden Offenbarung jede Veränderung einer Software einer Komponente eines Fahrzeugs. Die Veränderung kann die Folge eines Angriffs sein (d.h. der bewussten Einflussnahme eines Dritten), aber auch Folge einer zufälligen oder unbeabsichtigten Einwirkung.
Der Begriff „Fahrzeug“ umfasst jegliche Vorrichtungen, die Passagiere und/oder Fracht transportieren. Ein Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (zum Beispiel ein PKW oder ein LKW) sein, aber auch ein Schienenfahrzeug. Allerdings können auch schwimmende und fliegende Vorrichtungen Fahrzeuge sein. Fahrzeuge können zumindest teilautonom operierend oder assistiert sein.
Ein „Bordnetzwerk“ kann jedes interne Netzwerk eines Fahrzeugs sein, über das Komponenten des Fahrzeugs kommunizieren. In manchen Beispielen ist ein Bordnetzwerk ein Nahbereichsnetzwerk. Ein Bordnetzwerk kann ein oder mehrere Nahbereichs-Kommunikationsprotokolle einsetzen (z.B. zwei oder mehr Nahbereichs-Kommunikationsprotokolle). Die Nahbereichs-Kommunikationsprotokolle können drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsprotokolle sein. Die Nahbereichs-Kommunikationsprotokolle können ein Bus-Protokoll umfassen (bspw. CAN, LIN, MOST, FlexRay oder Ethernet). Die Nahbereichs-Kommunikationsprotokolle können ein Bluetooth-Protokoll (z.B. Bluetooth 5 oder später) oder ein WLAN-Protokoll (z.B. ein Protokoll der IEEE-802.11-Familie, z.B. 802.11h oder ein späteres Protokoll) umfassen. Ein Bordnetzwerk kann Schnittstellen zur Kommunikation mit Systemen außerhalb des Fahrzeugs enthalten und somit auch in andere Netzwerke eingebunden sein. Die Systeme außerhalb des Fahrzeugs und die anderen Netzwerke sind jedoch nicht Teil des Bordnetzwerks.
Der Ausdruck „Erkennen einer Möglichkeit...“ besagt, dass bestimmte Begebenheiten (z.B. Signale oder deren Ausbeleiben) nach vorbestimmten Regeln interpretiert werden, um einen Zustand zu erkennen, in dem eine Manipulation der Software vorliegen kann.
Figurenliste

1 ist ein Fluss-Diagramm, das die Techniken der vorliegenden Offenbarung illustriert.
2 zeigt Komponenten eines Bordnetzwerk eines Fahrzeugs, in dem die Techniken der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden können.
3 zeigt eine beispielhafte Komponente eines Bordnetzwerks.
4 zeigt ein Sequenzdiagramm eines beispielhaften Verfahrens der vorliegenden Offenbarung.
5 zeigt das Bordnetzwerk gemäß 2, in dem eine erste Komponente manipuliert wurde.
6 zeigt das Bordnetzwerk gemäß 2, in dem die Manipulation der ersten Komponente behoben wurde.

Detaillierte Beschreibung
Zunächst werden in Bezug auf 1 bis 3 ein Fahrzeug und eine Komponente, in dem/der die Techniken der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können und die grundlegenden Aspekte der Techniken der vorliegenden Offenbarung diskutiert. Ein Beispiel der Technik der vorliegenden Offenbarung wird in Bezug auf 4 diskutiert. Weitere Aspekte der zentralen Vorrichtung zur Mitigation von Software werden anhand von 5 und 6 erörtert.
1 ist ein Fluss-Diagramm, das die Techniken der vorliegenden Offenbarung illustriert. 2 zeigt Komponenten eines Bordnetzwerk eines Fahrzeugs, in dem die Techniken der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden können. 3 zeigt eine beispielhafte Komponente eines Bordnetzwerks.
In 1 sind in der mittleren Spalte Schritte gezeigt, die in manchen Beispielen von einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software durchgeführt werden können (in anderen Beispielen aber auch von anderen Komponenten). In der rechten Spalte sind Schritte gezeigt, die von einer bestimmten Komponente (oder einer Gruppe von Komponenten) des Bordnetzwerks ausgeführt werden (ausschließlich der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software). In der linken Spalte sind Schritte gezeigt, die von einem entfernten System durchgeführt werden (d.h. außerhalb des Fahrzeugs).
Das Fahrzeug 20 weist eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 auf, die die Möglichkeit der Manipulation erkennt. Diese ist somit Teil des Bordnetzwerkes (d.h., auch Teil des Fahrzeugs und wird mit diesem bewegt). Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kann zur Mitigation der Manipulation von Software in jedem der Mehrzahl 21-24, 27a-f von Komponenten des Bordnetzwerkes ausgelegt sein. In manchen Beispielen ist die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 in eine zentrale Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 20 integriert. Die zentrale Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgelegt sein, als Datenverteiler für die Kommunikation innerhalb des Fahrzeuges 20 und/oder über eine Kommunikationsschnittstelle 21, 22 mit der Außenwelt zu fungieren. Dabei kann die zentrale Kommunikationsschnittstelle unterschiedliche Kommunikationsprotokolle unterstützen (zur Kommunikation in dem Bordnetzwerk oder mit externen Systemen) und/oder Sicherheitsfunktionen implementieren. In anderen Beispielen kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software in andere Komponenten integriert werden (weitere Beispiele folgen unten) oder als eigenständige Komponente ausgelegt sein.
Die Techniken der vorliegenden Offenbarung umfassen Analysieren 101 einer mit einem oder mehreren kryptographischen Verfahren gesicherten Kommunikation zwischen einer ersten Komponente 27c einer Mehrzahl von Komponenten 21-24, 25, 27a-f eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs 20 und einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25. Ein Fahrzeug 20 ist schematisch in 2 gezeigt, eine beispielhafte erste Komponente 27c in 3. Das Fahrzeug 20 ist mit einem Bordnetzwerk ausgestattet, das eine Mehrzahl von Komponenten 21-24, 25, 27a-f, des Fahrzeugs 20 verbindet (das Bordnetzwerk kann wie oben beschrieben aufgebaut sein). Der Begriff „Analysieren“ umfasst jede Auswertung des Inhalts der Kommunikation (z.B. des Inhalts von übermittelten Nachrichten) aber auch ein Auswerten eines Musters der Kommunikation (z.B. eine Frequenz bzw. das Ausbleiben von Nachrichten).
In manchen Beispielen umfasst die Kommunikation eine Nachricht (oder mehrere Nachrichten) der ersten Komponente 27c, die die Möglichkeit einer Manipulation der Software anzeigt (die bspw. von einem Sicherheits-Modul der ersten Komponente gesendet wird, zusätzliche Erklärungen dazu finden sich unten im Zusammenhang mit 3 und 4). In diesem Fall kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 dem Inhalt der Nachricht entnehmen, dass die Möglichkeit einer Manipulation vorliegt. Eine (oder mehrere) Nachricht(en) kann/können die Möglichkeit einer Manipulation der Software auf verschiedene Weisen anzeigen. In manchen Beispielen kann eine Nachricht von einem bestimmten Typ die Möglichkeit einer Manipulation der Software anzeigen (z.B. mit einem bestimmten Nachrichten-Identifizierer). Zusätzlich oder alternativ kann Information bezüglich der Möglichkeit einer Manipulation der Software in einer Nutzlast einer Nachricht inkludiert sein. In allen Beispielen kann die übermittelte Information binär sein (d.h., eine Möglichkeit einer Manipulation besteht), oder es kann zusätzliche Information zu der Manipulation (z.B. einer Art der Manipulation) übermittelt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Erkennen das Feststellen eines Ausbleibens eines (erwarteten) Signals (z.B. einer Nachricht) umfassen (z.B. von der ersten Komponente 27c). Das Bordnetzwerk kann dazu ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Komponenten 21-24, 25, 27a-f oder andere Komponenten Signale senden, die anzeigen, dass keine Manipulation der Software der jeweiligen Komponente der Mehrzahl von Komponenten 21-24, 25, 27a-f vorliegt (z.B. regelmäßig oder beim Auftreten von bestimmten Ereignissen wie dem Starten einer Komponente). In manchen Beispielen kann das Signal eine Nachricht umfassen.
Die Feststellung des Ausbleibens eines (erwarteten) Signals (z.B. einer Nachricht) kann auf verschiedene Weisen passieren. In manchen Beispielen kann ein Ausbleiben festgestellt werden, wenn ein Signal (z.B. eine Nachricht) nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit eintrifft (z.B. innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach dem Empfang eines vorhergehenden Signals und/oder nach dem Senden eines vorhergehenden Signals). Zusätzlich oder alternativ kann das Ausbleiben festgestellt werden, wenn das Signal (z.B. Nachrichten) nicht mehr mit einer erwarteten Häufigkeit / Frequenz empfangen wird (werden). Die Parameter Feststellung des Ausbleibens eines (erwarteten) Signals (z.B. einer Nachricht) können in manchen Beispielen konfigurierbar sein (z.B. beim Betrieb des Fahrzeugs veränderbar).
In manchen Beispielen kann die erste Komponente 27c (und ggf. weitere Komponenten) wiederholt (z.B. regelmäßig oder beim Auftreten von bestimmten Ereignissen) ein Signal (z.B. eine Nachricht) senden, das anzeigt, dass keine Manipulation vorliegt. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kann die Möglichkeit einer Manipulation feststellen, wenn das Signal ausbleibt (z.B. einmal oder mehrere Male du/oder für eine vorbestimmte Zeit).
In manchen Beispielen sendet nur die erste Komponente 27c (und ggf. weitere Komponenten) ein Signal (z.B. eine Nachricht). Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 überwacht lediglich dieses Signal. In alternativen Beispielen können die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 und die erste Komponente 27c (und ggf. weitere Komponenten des Bordnetzwerks) wechselweise Signale (z.B. eine Nachricht) versenden, wenn keine Manipulation erkannt wurde (d.h. im Normalbetrieb). In anderen Worten tauschen die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 und die erste Komponente 27c (und ggf. weitere Komponenten des Bordnetzwerks) wiederholt Signale (z.B. Nachrichten) aus. Beispielsweise kann zunächst die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 ein Signal (z.B. eine Nachricht) an die die erste Komponente 27c versenden. Nachdem das Signal (z.B. die Nachricht) bei der ersten Komponente 27c empfangen wurde, sendet wiederum die erste Komponente 27c ein Signal (z.B. eine Nachricht) an die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25, usw. Das Senden kann in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen und/oder beim Auftreten von bestimmten Ereignissen erfolgen. In jedem Fall löst aber ein Empfangen des Signals ein darauf folgendes Senden aus. Die erste Komponente 27c und die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 senden und empfangen alternierend Signale (z.B. Nachrichten).
In allen Beispielen, in denen das Ausbleiben eines Signals zum Erkennen der Möglichkeit einer Manipulation genutzt wird, kann das ermöglichen, dass die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 auch dann die Möglichkeit der Manipulation erkennen kann, wenn bestimmte „Zulieferer“ von Information kompromittiert sind. Beispielsweise kann - wie oben beschreiben - ein Erkennen einer Manipulation zunächst in der (ersten) Komponente selbst geschehen. Die erste Komponente muss in diesen Beispielen die Information, dass eine Manipulation erkannt wurde, an die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 weiterleiten. Nun kann es passieren, dass ein Eindringling durch die Manipulation der Software der ersten Komponente diese außerstande setzt, die Möglichkeit der Manipulation zu erkennen und/oder diese Information weiterzuleiten. Dieser Eingriff kann jedoch zur Folge haben, dass die (erste) Komponente auch das von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software erwartete Signal nicht mehr sendet, dieses also aus Sicht der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software ausbleibt. Dadurch kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software in manchen Situationen auch dann eine Möglichkeit einer Manipulation erkennen (und Gegenmaßnahmen einleiten), wenn die erste Komponente durch eine Manipulation kompromittiert wurde.
In gleicher Weise kann ein Modul der ersten Komponente 27c (z.B. ein Sicherheits-Modul) beim Ausbeleiben eines Signals (einer Nachricht) von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 auf die Möglichkeit einer Manipulation schließen. Das kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Modul der ersten Komponente 27c (z.B. das Sicherheits-Modul) zwar selbst nicht von der Manipulation der Software betroffen ist, aber zur Kommunikation auf möglicherweise kompromittierte Module der ersten Komponente 27 zugreifen muss. Dann kann es der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 in manchen Situationen nicht möglich sein, mit dem Modul der ersten Komponente 27c (z.B. das Sicherheits-Modul) sicher zu kommunizieren (z.B. um die von dem Modul auszuführenden Schritte einer Gegenmaßnahme einzuleiten).
Das Absichern der Kommunikation (z.B. der oben beschriebenen Nachrichten oder Signale) kann auf verschiedene Weisen realisiert werden. In manchen Beispielen ist ein Sender in der ersten Komponente 27c ein Sicherheits-Modul der ersten Komponente (dazu unten in Bezug auf 3 mehr). Das Sicherheits-Modul kann in Bezug auf seine Hardware und/oder Software von den restlichen Modulen der ersten Komponente 27c getrennt sein (z.B. ein separates physisches Modul sein). Indem das Sicherheits-Modul die Kommunikation mit der zentralen Vorrichtung von der ersten Komponente einleitet oder durchführt, kann die Kommunikation (kryptographisch) abgesichert werden. Auch auf Seiten der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kann ein Sicherheits-Modul in die Kommunikation eingebunden werden (z.B. alle Funktionen der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 können auf einem Hardware-Sicherheits-Modul ausgeführt werden).
Zusätzlich oder alternativ kann zur kryptographischen Absicherung die Kommunikation zwischen der ersten Komponente 27c und der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 verschlüsselt sein. Dazu kann jedes geeignete Verschlüsselungsverfahren eingesetzt werden (z.B. ein asymmetrisches oder ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren). Zum Beispiel kann eine Nachricht (oder mehrere Nachrichten) der ersten Komponente 27c, die die Möglichkeit einer Manipulation der Software anzeigt (bspw. von einem Sicherheits-Modul der ersten Komponente gesendet), verschlüsselt sein. Die Nachricht(en) kann (können) dann von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 entschlüsselt werden.
Weiter zusätzlich oder alternativ kann zur kryptographischen Absicherung die Kommunikation mit digitalen Signaturen oder mit MAC-Tags („Message Authentication Codes“-Tags) versehen sein. Der entsprechende Empfänger (z.B. die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 oder die erste Komponente 27c) kann in diesen Beispielen die Authentizität des Senders einer Nachricht prüfen (und nur dann weitere Schritte einleiten, wenn der Sender authentifiziert wurde). Zum Beispiel kann eine Nachricht (oder mehrere Nachrichten) der ersten Komponente 27c, die die Möglichkeit einer Manipulation der Software anzeigt (bspw. von einem Sicherheits-Modul der ersten Komponente gesendet), mit einer digitalen Signatur der ersten Komponente 27c versehen sein.
Weiter zusätzlich oder alternativ kann zur kryptographischen Absicherung die Kommunikation mit Techniken der Authenticated Encryption abgesichert sein (d.h. die Kommunikation erfolgt verschlüsselt und authentifiziert).
Weiter zusätzlich oder alternativ kann zur kryptographischen Absicherung die Kommunikation verschleiert werden. Bspw. können Signale, anhand derer die Möglichkeit eines Eindringens erkannt werden, in einem Datenstrom des Bordnetzwerks verborgen werden (z.B. mittels eines steganographischen Verfahrens, mittels Verfahren zum Verhindern einer Längenanalyse der Nachrichten der Kommunikation wie Padding der Nachrichten, mittels Verfahren zum Verhindern einer Analyse der Zeitpunkte der Kommunikation wie einer randomisierten Übermittlung von Nachrichten, oder mittels Gegenmaßnahmen gegen Seitenkanal-Angriffe). In manchen Beispielen können Signale, anhand derer die Möglichkeit eines Eindringens erkannt werden, in anderen Nachrichten der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 oder der erste Komponente 27c verborgen werden. Zum Beispiel kann eine Nachricht (oder mehrere Nachrichten) der ersten Komponente 27c, die die Möglichkeit einer Manipulation der Software anzeigt (bspw. von einem Sicherheits-Modul der ersten Komponente gesendet), in einer oder mehreren anderen Nachrichten der ersten Komponente 27c verborgen werden. In anderen Beispielen kann ein wiederholt gesendetes Signal (anhand dessen Ausbleibens die Möglichkeit einer Manipulation der Software erkannt wird) in anderen Nachrichten verborgen werden.
Weiter zusätzlich oder alternativ können zur kryptographischen Absicherung die Kommunikation die Nachrichten mit einem Zeitstempel versehen werden. Der jeweilige Empfänger kann Nachrichten verwerfen, die älter als ein vorbestimmtes Schwell-Alter sind.
In jedem der oben beschriebenen Fälle kann es einem Eindringling durch die kryptographische Absicherung der Kommunikation erschwert (und im besten Fall unmöglich gemacht werden), zu verhindern, dass die nötige Information zum Erkennen der Möglichkeit einer Manipulation bei der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 oder der ersten Komponente 27c und/oder Modulen der ersten Komponente 27c ankommt.
Wie bereits beschrieben kann in manchen Beispielen eine Detektion einer Manipulation der Software der ersten Komponente 27c lokal in der ersten Komponente 27c erfolgen (Schritt 111 in 1). Dazu kann die erste Komponente 27c eine (Manipulations-)Detektionsvorrichtung 81a enthalten. Die (Manipulations-)Detektionsvorrichtung 81a kann in einem Sicherheits-Modul der ersten Komponente angeordnet sein. In manchen Beispielen kann die (Manipulations-)Detektionsvorrichtung 81a ein Signal senden, das die Möglichkeit einer Manipulation der Software der ersten Komponente 27c anzeigt (Schritt 113 in 1).
In anderen Beispielen oder zusätzlich kann eine (Manipulations)-Detektionsvorrichtung 61b einer zentralen Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 20 die Manipulation des Steuergeräts 27c (aus der Entfernung) detektieren und das Signal für die zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 erzeugen (die im Beispiel von 3 ebenfalls in der zentralen Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 20 angeordnet ist). In manchen Beispielen ist die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 somit auch für eine zentrale Detektion der Manipulation der Software einer Mehrzahl von Komponenten 27a, c-f des Bordnetzwerks ausgelegt.
In anderen Beispielen oder zusätzlich kann eine Detektionsvorrichtung eines entfernten System 30 die Manipulation des Steuergeräts 27c (aus der Entfernung) detektieren und das Signal für die zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 erzeugen. In diesem Beispiel kann das Signal über eine Schnittstelle des Fahrzeugs empfangen werden. Wenn auch die Detektion der Manipulation innerhalb des Fahrzeugs stattfindet, kann ein Zeitraum bis zur Mitigation der Manipulation allerdings in manchen Fällen verkürzt werden.
Die verschiedenen Detektionsvorrichtungen 81a, 61b (insbesondere die im Fahrzeug angeordneten Detektionsvorrichtungen 81a, 61b) können bereits in dem (Bord-)Netzwerk vorhandene Detektionsvorrichtungen sein. Wie oben beschrieben können auch in manchen bekannten Verfahren Manipulationen der Software erkannt werden.
Die Detektion der Manipulation kann auf jede erdenkliche Weise geschehen. Zum Beispiel kann eine Software beim Starten („secure boot)“ und/oder im Betrieb („run-time manipulation detection“) mittels einer oder mehrerer Verfahren zur Prüfung der Echtheit und/oder Unverfälschtheit der Software geprüft werden (z.B. unter Verwendung einer oder mehrerer digitaler Signaturen oder anderer kryptographischer Verfahren).
In anderen Beispielen kann ein Signal, bei dessen Ausbeleiben die Möglichkeit der Manipulation erkannt wird, durch die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebenen Komponenten erzeugt werden. Z.B. kann eine (Manipulations-)Detektionsvorrichtung 81a des Steuergeräts 27c ein Signal erzeugen (z.B. regelmäßig oder beim Auftreten von bestimmten Ereignissen), dessen Ausbeleiben eine Manipulation der Software des Steuergeräts 27c anzeigen kann.
In Reaktion auf das Erkennen der Möglichkeit einer Manipulation der Software der ersten Komponente 27c einer Mehrzahl von Komponenten eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs 20 (z.B. dem Empfangen eines Signals oder dem Erkennen des Ausbleibens eines Signals) leitet die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 eine Gegenmaßnahme 103 zur Mitigation der Manipulation der ersten Komponente ein (die in der Folge in dem Bordnetzwerk ausgeführt wird). Die möglichen Gegenmaßnahmen werden weiter unten detailliert erläutert.
In Bezug auf 3 werden nun Aspekte der ersten Komponente 27c weiter erläutert (die anderen Komponenten der vorliegenden Offenbarung können ebenfalls den beschriebenen Aufbau aufweisen). Die erste Komponente 27c verfügt über einen Speicher 91. Der Speicher 91 kann z.B. ein nicht-flüchtiger Speicher sein (z.B. ein EPROM-Speicher oder ein Flash-Speicher). Der Speicher 91 kann zum Ablegen zumindest einer Software-Komponente für die erste Komponente 27c (z.B. zur Steuerung der ersten Komponente 27c) ausgelegt sein. Der Speicher 91 kann ein Programm-Speicher der ersten Komponente 27c sein. Der Speicher 91 kann nur einen Teil des Gesamtspeichers der ersten Komponente 27c umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Speicher 91 über mehrere Hardware-Module und/oder logische Segmente verteilt sein.
Die erste Komponente 27c kann ein Sicherheits-Modul 93 aufweisen. Das Sicherheits-Modul 93 kann in Bezug auf seine Hardware und/oder Software von den restlichen Modulen der ersten Komponente 27c getrennt sein (z.B. ein separates physisches Modul oder ein eigenständiges Peripherie-Modul sein). Das Sicherheits-Modul kann einen oder mehrere eigene Prozessoren umfassen (z.B. mindestens einen Krypto-Beschleuniger). In anderen Beispielen kann das Sicherheits-Modul 93 einen oder mehrere Kerne eines Mehr-Kernprozessors oder andere Elemente einer übergeordneten Komponente umfassen (die dem Sicherheits-Modul statisch oder dynamisch zugeteilt sind - bspw. können ein oder mehrere Kerne eines Mehr-Kernprozessors zum Sicherheits-Modul konfiguriert werden). Auch in diesem Fall ist das Sicherheits-Modul (z.B. ein oder mehrere Kerne des Mehrkern-Prozessors) von den anderen Elementen separiert (z.B. die Schaltkreise sind physikalisch getrennt). Das Sicherheits-Modul 93 kann in manchen Beispielen zum Ausführen einer oder mehrerer kryptographischer Funktionen ausgelegt sein, um die Kommunikation mit der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kryptographisch abzusichern (z.B. die weiter oben beschriebenen kryptographischen Funktionen). In manchen Beispielen kann die (zum Zwecke der Erkennung der Möglichkeit einer Manipulation zu analysierende) Kommunikation der ersten Komponente 27c von dem Sicherheits-Modul 93 ausgehen. Zusätzlich oder alternativ kann das Sicherheits-Modul 93 der ersten Komponente 27c dazu ausgelegt sein, eine Möglichkeit einer Manipulation zu detektieren (z.B. eine oben beschriebene Detektionsvorrichtungen 81a enthalten).
In manchen Beispielen ist das Sicherheits-Modul 93 ein Hardware-Sicherheits-Modul (englisch Hardware Security Module - HSM). In dem Beispiel der 3 ist das Sicherheits-Modul 93 ein internes Sicherheits-Modul der Komponente 27c. In anderen Beispielen kann das Sicherheits-Modul ein externes Sicherheits-Modul für die Komponente 27c sein (das bspw. in einer anderen Komponente des Fahrzeugs 20 beinhaltet ist, z.B. in einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25).
Die Komponente 27c enthält zudem einen Prozessor 94 zum Ausführen von Befehlen. Wie bereits erwähnt umfasst der Begriff „Prozessor“ auch Mehr-Kern-Prozessoren oder mehrere separate Bauteile, die die Aufgaben einer zentralen Verarbeitungseinheit eines elektronischen Geräts übernehmen (und sich diese ggf. teilen). Die Komponente 27c kann in manchen Beispielen eine oder mehrere Schnittstellen 95 umfassen, die zur Kommunikation über eine Übertragungsstrecke 96 des Bordnetzwerks ausgelegt sind. Wie in 3 zu sehen, können der Prozessor 94, das Sicherheits-Modul 93, oder beide direkt auf die einen oder mehreren Schnittstellen 95 zugreifen, um über die Übertragungsstrecke 96 des Bordnetzwerks zu kommunizieren. Die Übertragungsstrecke kann eine Übertragungsstrecke eines Bussystems (bspw. CAN, LIN, MOST, FlexRay oder Ethernet) sein.
Anhand von 4 wird in der Folge ein beispielhafter Ablauf eines Verfahrens der vorliegenden Offenbarung diskutiert.
In der 4 sind in jeder Spalte die Aktionen einer bestimmten Komponente (oder eines ihrer Module) oder Systems gezeigt. Pfeile zwischen den Spalten symbolisieren Kommunikation zwischen den jeweiligen Einheiten. Ganz links ist eine bestimmte Komponente (die erste Komponente 27c der vorliegenden Offenbarung) gezeigt (z.B. ein eingebettetes System des Fahrzeugs 20, bspw. eine Steuereinheit). Die Komponente kann zwei Module aufweisen, eine Haupteinheit 403 (die z.B. einen Prozessor 94 enthalten kann) und ein Sicherheits-Modul 93. Die Haupteinheit 403 kann dazu ausgelegt sein, eine Funktionalität der Komponente in dem Fahrzeug bereitzustellen (z.B. Messaufgaben, Überwachungsaufgaben, Steueraufgaben, Kommunikationsaufgaben und/oder andere Arbeitsaufgaben). In der mittleren Spalte ist eine der anderen Komponenten 402 des Bordnetzwerks gezeigt. Ganz rechts sind die Operationen einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 gezeigt.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann nun, wie in 4 gezeigt, eine Manipulation 410 der Software der ersten Komponente 27c (bzw. der Haupteinheit 403) erfolgen. Die Manipulation kann durch das Sicherheits-Modul 93 der ersten Komponente 27c detektiert werden 404. Die Manipulation kann von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 erkannt werden durch Analyse der Kommunikation zwischen der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 und der ersten Komponente 27c. Im Beispiel von 4 geschieht dies, in dem ein Signal 411, das andernfalls (regelmäßig) von der ersten Komponente 27c gesendet wird, zu dem fälligen Zeitpunkt nicht gesendet wird. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kann das Ausbleiben des Signals und somit die Möglichkeit einer Manipulation der Software der ersten Komponente 27c erkennen 412 und Gegenmaßnahmen einleiten.
Im Beispiel der 4 kann die Gegenmaßnahme das Verschieben einer Funktionalität an die andere Komponente 402 umfassen. Beispielweise kann eine Übergabe-Anweisung der Funktionalität 413 von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 an die andere Komponente 402 gesendet werden. Die andere Komponente kann daraufhin die Funktionalität bereitstellen (und ggf. eine Bestätigung 414 an die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 senden).
Alternativ oder zusätzlich kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 weitere Gegenmaßnahmen einleiten (die in dem Bordnetzwerk durchgeführt werden). So kann wie in 4 dem Sicherheits-Modul 93 durch ein Ausbleiben eines Signals 411, das solange keine Manipulation erkannt wurde regelmäßig von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 an das Sicherheits-Modul 93 gesendet wird, anzeigen, dass das Sicherheits-Modul 93 seinerseits eine Gegenmaßnahme einleiten (und ggf. durchführen) soll. Das Sicherheits-Modul kann das Ausbleiben detektieren 423 (z.B. mittels der oben beschriebenen Techniken). In der Folge kann das Sicherheits-Modul 93 die Funktionalität der ersten Komponente 27c ändern 425. Beispielsweise kann die Haupteinheit 403 deaktiviert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Sicherheits-Modul 93 die Haupteinheit 403 in einen Zustand versetzen, in dem die manipulierte Software zurückgesetzt werden kann (z.B. einen Reprogrammierungs-Modus). Die erste Komponente 27c kann die Funktionalität nun nicht mehr (oder nur noch in beschränktem Maße) bereitstellen.
Zudem kann an die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kommuniziert werden, dass eine Manipulation detektiert wurde
In 4 ist gezeigt, dass das Ändern der Funktionalität der ersten Komponente 27c zeitlich nach dem Verschieben der Funktionalität zu der anderen Komponente 402 beendet wird. In anderen Beispielen können beide Aktionen in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig (z.B. innerhalb von einer Sekunde) durchgeführt werden.
Die Manipulation kann behoben werden (z.B. durch Rücksetzen 427 der Software der ersten Komponente 27c, wie weiter unten beschrieben).
In den folgenden Abschnitten werden Aspekte der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 erläutert. Im Beispiel von 2 ist die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 gezeigt. In manchen Fällen kann das Fahrzeug nur eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 enthalten, die zur Mitigation von Manipulationen der Mehrzahl von Komponenten 21-24, 27a-f ausgelegt ist (z.B. aller Komponenten eines Fahrzeugs, für die eine Manipulation von Software behoben werden kann oder eine Untermenge dieser Komponenten). In anderen Beispielen kann ein Fahrzeug mehrere zentrale Vorrichtungen zur Mitigation einer Manipulation von Software aufweisen, die Teil des Bordnetzwerkes sind und jeweils einer Mehrzahl der Komponenten des Bordnetzwerks zugeordnet sind (d.h. Manipulationen in der Software der zugeordneten Komponenten beheben können). In jedem Fall sind die zentralen Vorrichtungen zur Mitigation einer Manipulation von Software aber von den zugeordneten Komponenten separiert. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 kann in manchen Fällen auch zur Mitigation einer Manipulation ihrer eigenen Software und/oder der Software einer Komponente, in der die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 integriert ist, ausgelegt sein.
Im Beispiel von 2 umfassen eine Mehrzahl von Komponenten, für die mit den Techniken der vorliegenden Offenbarung Manipulationen ihrer Software behoben werden können, eine Mehrzahl von Steuergeräten 27a-f. Wie bereits beschrieben, sind die Techniken der vorliegenden Offenbarung nicht auf Steuergeräte beschränkt, sondern grundsätzlich für jede Komponente eines Bordnetzwerks des Fahrzeugs 20 einsetzbar. Da Steuergeräte 27a-f in Fahrzeugen aber regelmäßig über nur beschränkte Hardware-Ressourcen und/oder Funktionalitäten verfügen, können die Techniken der vorliegenden Offenbarung für Steuergeräte in manchen Fällen besonders vorteilhaft sein.
Die Steuergeräte 27a-f sind in 2 in mehrere Domänen 26a-n unterteilt. Die Domänen können funktionale und/oder örtliche Domänen des Fahrzeugs 20 sein. Eine funktionale Domäne kann verschiedene Komponenten eines Fahrzeugs umfassen, die an der Bereitstellung einer bestimmten Funktion des Fahrzeugs teilhaben (z.B. Motorsteuerung, Steuerung des Antriebsstranges, Infotainment, Klimatisierung, usw.). Eine örtliche Domäne kann verschiedene Komponenten eines Fahrzeugs umfassen, die physikalisch in einem bestimmten Bereich des Fahrzeugs angeordnet sind (z.B. „hinten rechts“, „vorne links“, „Innenraum vorne“ usw.).
Eine Domäne 26-n kann wiederum eine Komponente 27a, 27d enthalten, die als zentraler Kommunikationsknoten für die jeweilige Domäne 26a-n fungiert und/oder Steuerfunktionen für die jeweilige Domäne 26a-n übernimmt. In manchen Beispielen kann eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software ein Teil der Komponente 27a, 27d sein, die als zentraler Kommunikationsknoten für die jeweilige Domäne 26a-n fungiert und/oder Steuerfunktionen für die jeweilige Domäne 26a-n übernimmt. Diese zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software kann zusätzlich zu weiteren zentralen Vorrichtungen zur Mitigation einer Manipulation von Software (z.B. einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software als Teil einer zentralen Kommunikationsschnittstelle des Bordnetzwerks) oder als einzige zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software vorgesehen sein (siehe Erläuterungen weiter oben). Weiter alternativ oder zusätzlich kann eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software als Teil einer zentralen Steuereinheit 23 des Fahrzeugs ausgelegt sein. Weiter alternativ oder zusätzlich kann eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software als Teil einer Haupteinheit (auf Englisch „Head Unit“) eines Infotainment-Systems des Fahrzeugs 20 (nicht in 2 gezeigt) angeordnet sein. Weiter alternativ oder zusätzlich kann eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software als Teil eines Zentral-Computers („vehicle computer“) des Bordnetzwerks angeordnet sein (das Bordnetzwerk kann eine Mehrzahl von Zentral-Computern - „vehicle computers“ enthalten). Ein Zentral-Computer („vehicle computer“) kann (erheblich) performanter sein als dedizierte Steuergeräte des Bordnetzwerks und die Aufgaben von mehreren Steuergeräten (u.U. in mehreren der oben genannten Domänen) übernehmen.
Das Fahrzeug 20 kann des Weiteren einen zentralen persistenten Speicher 41 umfassen (d.h. ein Speicher, der seine Information im Fahrzeug dauerhaft - z.B. länger als ein Tag oder länger als eine Woche und/oder während eines Ruhezustands des Fahrzeugs speichert). In manchen Beispielen kann der persistente Speicher 41 einen Flash-Speicher umfassen. Im Beispiel von 2 ist der persistente Speicher 41 in der zentrale Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 20 angeordnet oder mit dieser direkt verbunden. Wie besprochen kann in der zentralen Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 20 ebenfalls die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 angeordnet sein. Auch wenn eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software (zusätzlich oder alternativ) in einer anderen Komponente angeordnet ist, kann zusätzlich oder alternativ ein persistenter Speicher in derselben Komponente angeordnet sein. In dieser Weise können in dem persistenten Speicher abgelegte Daten von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software zur Mitigation von Manipulationen eingesetzt werden. In anderen Beispielen können eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software und ein persistenter Speicher aber auch in unterschiedlichen Komponenten des Bordnetzwerkes angeordnet sein (und die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software über das Netzwerk auf den persistenten Speicher zugreifen).
Der persistente Speicher 41 kann dazu ausgelegt sein, Software-Komponenten 42a, 42c-n für jede der Mehrzahl von Komponenten 27a-f gleichzeitig zu speichern. Dazu kann der persistente Speicher 41 mit einer Speicherkapazität von mehr als 256MB (bevorzugt mehr als 5GB) auegelegt sein.
Die Gegenmaßnahme gegen die Manipulation kann Rücksetzen der Software einer Komponente, für die eine Manipulation ihrer Software erkannt wurde (in der vorliegenden Offenbarung auch als „erste Komponente“ bezeichnet) umfassen (z.B. unter Verwendung von der in dem zentralen persistenten Speicher 41 gespeicherten Software-Komponenten 42a, 42c-n für die jeweilige Komponente). Weitere Aspekte dieser weiteren Gegenmaßnahme werden weiter unten in Bezug auf 5 und 6 diskutiert.
In manchen Beispielen können die Software-Komponenten 42a, 42c-n, die in dem zentralen persistenten Speicher 41 enthalten sind, auf Software-Update-Information 32a, 32c-n für jede der Mehrzahl von Komponenten 27a-n beruhen (z.B. aus den als Software-Update-Information 32a, 32c-n erzeugt werden oder diesen entsprechen).
Die Software-Update-Information 32a, 32c-n kann über eine Schnittstelle 21 des Fahrzeugs 20 empfangen werden. Die Schnittstelle 21 kann eine Drahtlos-Schnittstelle (wie in 2 gezeigt) aber in anderen Beispielen auch eine drahtgebundene Schnittstelle 22 (z.B. eine Schnittstelle zur On-Board-Diagnose) sein. Das Fahrzeug kann dazu ausgelegt sein, von dem entfernten System 30 über eine der Schnittstellen 21, 22 Software-Update-Information 32a, 32c-n zu empfangen. Wie in 1 gezeigt, kann das entfernte System 30 die Software-Update-Information 32a, 32c-n für das entsprechende Fahrzeug auswählen 107 und über eine der Schnittstellen 21, 22 an das Fahrzeug 20 senden. Das entfernte System 30 kann jedes beliebige System sein, dass für das Bereitstellen von Software-Update-Information 32a, 32c-n geeignet ist (z.B. ein Cloud-Speicher und/oder ein verteiltes System). Das entfernte System 30 kann neben dem Bereitstellen von Software-Update-Information 32a, 32c-n weitere Funktionen im Betrieb des Fahrzeugs übernehmen (z.B. Überwachungs- und/oder Steuerfunktionen für das Fahrzeug 20).
In manchen Beispielen ist die Software-Update-Information 32a, 32c-n für eine Mehrzahl von Komponenten (z.B. Steuergeräte 27a, c-n) in einem Software-Bündel oder Software-Container 31 enthalten (d.h. die Software-Update-Information wird gebündelt bereitgestellt). Das Software-Bündel oder Software-Container 31 (häufig von erheblicher Größe) wird zu einem bestimmten Zeitpunkt an das Fahrzeug 20 übermittelt. In dem Fahrzeug 20 wird, wie beschrieben, die übermittelte Software-Update-Information 32a, 32c-n zur Aktualisierung der Software der Mehrzahl von Komponenten 27a-f verwendet. Dafür kann die von dem entfernte System 30 erhaltene Software-Update-Information 32a, 32c-n einen oder mehrere Vorbereitungsschritte durchlaufen (z.B., entpacken, Verifikation einer Signatur usw.). Zusätzlich oder alternativ kann die Software-Update-Information eine Schwachstelle in dem Bordnetzwerk des Fahrzeugs beheben.
Zusätzlich oder alternativ kann Software-Update-Information 32a, 32c-n (z.B. in einem Software-Bündel oder Software-Container) auch über eine drahtgebundene Schnittstelle 22 empfangen werden.
Die Software-Update-Information 32a, 32c-n kann, vor oder nach etwaigen Vorbereitungsschritten, in dem persistenten Speicher 41 als Software-Komponenten 42a, 42c-n für die Mehrzahl von Komponenten 27a, c-n abgelegt werden (z.B. bevor sie zur Aktualisierung der Software der Komponenten 27a, c-n verwendet wird). Die abgelegten Software-Komponenten 42a, 42c-n für die Mehrzahl von Komponenten 27a, c-n stehen dann der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 zur Mitigation einer Manipulation in der Vielzahl von Komponenten 27a, c-n zur Verfügung. Diese Mitigation kann nach Beendigung der Aktualisierung der Software jeder der Mehrzahl von Komponenten 27a, c-n erfolgen (z.B. in einem Zeitraum bis zum Empfang von weiterer Software-Update-Information 32a, 32c-n).
In dieser Weise können sich die Techniken der vorliegenden Offenbarung in manchen Beispielen in dem Fahrzeug bereits vorhandene Komponenten, z.B. einen persistenter Speicher 41, der in einem Aktualisierungsprozess der Software des Fahrzeugs 20 eingesetzt wird, bedienen. Das kann in manchen Fällen eine erhebliche Einsparung an Komponenten zeitigen (wie oben beschrieben kann der zum Ablegen eines Software-Bündels oder Software-Containers 31 an Software-Update-Information 32a, 32c-n benötigte Speicher erhebliche Ausmaße annehmen). Zudem oder alternativ kann vermieden werden, die einzelnen Komponenten mit zusätzlichen Ressourcen (z.B. Speicher auszustatten), was ebenfalls die Komplexität und damit die Fehleranfälligkeit und/oder Kosten reduzieren kann. Weiter zusätzlich oder alternativ stehen die Informationen des persistenten Speichers 41 in vielen Situationen schnell und unabhängig von der Nutzbarkeit eines Kommunikationskanals des Fahrzeugs zur Verfügung. Das kann die Reaktionszeit des Mitigationsverfahrens einer Manipulation erhöhen.
In den Techniken der vorliegenden Offenbarung kann die Gegenmaßnahme zur Mitigation im Wesentlichen ohne Zuhilfenahme von Systemen außerhalb des Fahrzeugs 20 durchgeführt werden (z.B. das entfernte System 30). Zum Beispiel kann die Gegenmaßnahme von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 ohne Notwendigkeit der Kommunikation mit Systemen außerhalb des Fahrzeugs 20 eingeleitet werden (während dieses Vorgangs kann das Fahrzeug 20 zu anderen Zwecken durchaus mit einem System außerhalb des Fahrzeugs 20 kommunizieren). Zusätzlich oder alternativ kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 (oder eine andere Komponente des Bordnetzwerks) ohne Notwendigkeit der Kommunikation mit Systemen außerhalb des Fahrzeugs 20 eine Gegenmaßnahme durchführen.
In manchen Beispielen können die Techniken der vorliegenden Offenbarung Auswählen einer Gegenmaßnahme unter einer Mehrzahl von Gegenmaßnahmen basierend auf Kontext-Informationen für das Fahrzeug umfassen. Die Kontext-Information kann Information bezüglich eines Betriebszustands des Fahrzeugs 20 und/oder bezüglich vorbestimmter Regeln zum Betrieb des Fahrzeugs 20 umfassen.
Ein Betriebszustand kann ein Fahrzustand des Fahrzeugs sein (z.B. schnelles Fahren, langsames Fahren, das Durchführen bestimmter Fahrmanöver usw.), aber auch ein Betriebszustand, während das Fahrzeug nicht fährt. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontext-Informationen für das Fahrzeug 20 Umfeld-Informationen und/oder Zustandsinformationen der Komponenten des Fahrzeugs umfassen.
Die Regeln zum Betrieb des Fahrzeugs 20 können vorbestimmte Sicherheitskriterien enthalten (die wiederum von Betriebszuständen des Fahrzeugs 20 abhängen können und die bspw. festlegen, wann und mit welchen Abhängigkeiten eine Gegenmaßnahme für eine bestimmte Komponente eingeleitet werden darf).
Die Kontext-Information kann zumindest teilweise in einem Speicher der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 abgelegt sein (z.B. dem zentralen persistenten Speicher 41) zur Verwendung in der Auswahl einer Gegenmaßnahme (insbesondere der Teil der Kontext-Information, der Information bezüglich vorbestimmter Regeln zum Betrieb des Fahrzeugs 20 umfasst). Die Kontext-Information kann in manchen Beispielen von außerhalb des Fahrzeugs 20 aus aktualisiert werden (z.B. als Teil von Software-Update-Information 32b für die zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 bzw. einer Komponente, in der die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software 25 angeordnet ist).
In manchen Beispielen können für die Mitigation bestimmter Manipulationen der Software der Komponenten 27a, c-n verschiedene Gegenmaßnahmen zur Verfügung stehen (zu den möglichen Gegenmaßnahmen weiter unten mehr). Die Kontext-Information kann nun herangezogen werden, um eine der zur Verfügung stehenden Gegenmaßnahmen auszuwählen. In manchen Beispielen kann unter mehreren zur Verfügung stehenden Gegenmaßnahmen diejenige ausgewählt werden, die eine weitestgehende Wiederherstellung eines Soll-Zustands der Komponente ermöglicht (d.h. die Manipulation am weitestgehenden behebt). Auf der anderen Seite können in manchen Situationen zu Verfügung stehende Gegenmaßnahmen aufgrund von in der Kontext-Information enthaltenen Regeln ausgeschlossen werden (z.B. wenn ein bestimmtes Sicherheitskriterium verletzt würde).
Zum Beispiel kann eine erste Gegenmaßnahme zwar eine weitgehendere Mitigation der Manipulation ermöglichen als eine zweite Gegenmaßnahme, aber auf der anderen Seite einen tiefergreifenderen Eingriff in die Komponenten des Fahrzeugs bedingen (und damit eine größere Gefahr für Störungen, die durch den Mitigationsprozess selbst hervorgerufen werden können). Eine zweite Gegenmaßnahme kann im Vergleich zu der ersten Gegenmaßnahme zwar eine weniger weitgehende Mitigation der Manipulation ermöglichen, aber auf der anderen Seite auch einen weniger tiefgreifenden Eingriff in die Komponenten des Fahrzeugs bedingen. In diesem Fall kann in einem ersten Kontext (ausgedrückt durch die Kontext-Information) die erste Gegenmaßnahme ausgewählt werden und in einem zweiten Kontext (ausgedrückt durch die Kontext-Information) die zweite Gegenmaßnahme ausgewählt werden. In einem illustrativen Beispiel kann der erste Kontext ein Kontext sein, in dem das Fahrzeug schnell fährt und der zweite Kontext ein Kontext, in dem das Fahrzeug steht. In anderen Fällen kann die Kontext-Information ein Sicherheitskriterium umfassen, dessen Einhaltung die Durchführung der ersten Gegenmaßnahme in einer ersten Situation verbietet, in einer zweiten Situation aber erlaubt.
In einigen Beispielen können die Gegenmaßnahmen ein unverzügliches Rücksetzen (z.B. innerhalb von fünf Minuten oder innerhalb von einer Minute) der Software der ersten Komponente 27a, c-f unter Verwendung von in dem zentralen persistenten Speicher 41 gespeicherten Software-Komponente 42a, c-n (z.B. erzeugt basierend auf der empfangenen Software-Update-Information) für die Komponente 27a, c-f, für die eine Manipulation erkannt wurde, umfassen und ein späteres Rücksetzen der Software der Komponente 27a, c-f unter Verwendung von Software-Komponenten 42a, c-n für die jeweilige Komponente 27a, c-f. Wiederum kann das unverzügliche Rücksetzen in bestimmten Kontexten (z.B. durch Sicherheitskriterien) ausgeschlossen sein. Zum Beispiel kann das spätere Rücksetzen in einem Zeitraum bis zum nächsten Hochfahrprozess der jeweiligen Komponente 27a, c-f erfolgen.
In der Folge werden anhand von 5 und 6 weitere Aspekte der Techniken der vorliegenden Offenbarung erläutert. 5 zeigt das Bordnetzwerk gemäß 2, in dem eine erste Komponente 27c manipuliert wurde. 6 zeigt das Bordnetzwerk gemäß 2, in dem die Manipulation der ersten Komponente 27c behoben wurde.
Zunächst werden einige Aspekte der Detektion der Manipulation der Software einer Komponente 27a, c-f des Fahrzeugs 20 genauer erläutert. Wie oben erwähnt, können die Techniken der vorliegenden Offenbarung das Erkennen einer Möglichkeit einer Manipulation der Software einer Komponente einer Mehrzahl von Komponenten eines Bordnetzwerks beinhalten, was in manchen Beispielen Empfangen eines Signals beinhaltet. Dieses Signal kann auf verschiedene Weisen erzeugt werden.
Zunächst kann eine Manipulation einer Software einer Komponente 27a, c-f detektiert werden. Diese Detektion kann lokal durch entsprechende (Manipulations-) Detektionsvorrichtungen der entsprechenden Komponente geschehen.
In 5 ist die Software einer der Steuergeräte 27c (die „erste Komponente“ in manchen Beispielen der vorliegenden Offenbarung) manipuliert worden. Eine manipulierte Software-Komponente 71 wurde eingebracht.
In Bezug auf 5 und 6 werden nun weitere Aspekte der Gegenmaßnahme des Rücksetzens der Software der ersten Komponente 27c unter Verwendung von einer in dem zentralen persistenten Speicher 41 gespeicherter Software-Komponente 42c für die erste Komponente 27c diskutiert.
Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 kann basierend auf einer Detektion der Manipulation der ersten Komponente 27c eine Gegenmaßnahme auswählen. Im Beispiel von 5 und 6 wird als Gegenmaßnahme ein Rücksetzen der Software der ersten Komponente 27c ausgewählt. Das Rücksetzen kann umfassen, die Software auf einen letzten authentifizierten Stand zu bringen. Das kann das Löschen und/oder Überschreiben von Teilen oder der kompletten Software der ersten Komponente 27c (z.B. einem Steuergerät) umfassen. Das Löschen und/oder Überschreiben von Teilen oder der kompletten Software der ersten Komponente 27c kann durch die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 aus der Entfernung (d.h. über eine Verbindung des Bordnetzwerkes) durchgeführt werden. In dieser Weise kann die manipulierte Software-Komponente 71, oder Teile davon 81a, 81b durch eine authentische (d.h. nicht manipulierte) Software-Komponente 52c, oder Teile davon 53a, 53b ersetzt werden, um die Manipulation zu beheben.
Die authentische (d.h. nicht manipulierte) Software 52c kann aus dem persistenten Speicher 41 abgerufen werden. Wie bereits erwähnt kann der persistenten Speicher 41 die Software-Komponente 42c in einer direkt verwendbaren Form oder in einer Form, die erst nach ein oder mehreren Verarbeitungsschritten zum Rücksetzen der manipulierten Software-Komponente 71 der der ersten Komponente 27c verwendet werden kann.
In manchen Beispielen kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 Maßnahmen zur Sicherstellung der Authentizität der zum Zurücksetzen der Software der Komponenten eingesetzten Software-Komponenten 42a, c-n durchführen. Zum Beispiel kann vor der Verwendung einer Software-Komponenten 42a, c-n eine Authentizitätsprüfung durchgeführt werden (z.B. anhand einer digitalen Signatur oder eines anderen Sicherheitsmerkmals). Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 kann für die Authentizitätsprüfung auf Funktionalitäten der Komponente, in die die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 integriert ist, zurückgreifen.
In manchen Beispielen kann der persistente Speicher 41 mehr als eine Version einer Software-Komponente für eine bestimmte Komponente des Bordnetzwerks enthalten. In diesem Fall kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 eine der Versionen auswählen (z.B. eine aktuelle Version der Software-Komponente).
In den vorhergehenden Abschnitt wurde mit Bezug auf 5 und 6 eine Gegenmaßnahme zur Mitigation der Manipulation einer ersten Komponente 27c des Bordnetzwerkes besprochen. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 ist jedoch einrichtet, zu einem anderen Zeitpunkt oder gleichzeitig zu der Mitigation der Manipulation der Software der ersten Komponente 27c Gegenmaßnahmen bezüglich der Manipulation der Software einer oder mehrerer weiterer Komponenten der Mehrzahl von Komponenten 27a, d-f einzuleiten.
In manchen Beispielen ist die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation 25 ausgelegt zum Erkennen der Möglichkeit einer Manipulation der Software einer weiteren Komponente 27a, d-f der Mehrzahl von Komponenten des Bordnetzwerks und Einleiten einer weiteren Gegenmaßnahme zur Mitigation der Manipulation der weiteren Komponente 27a, d-f. Die Detektion der Manipulation, die Einleitung und die Durchführung der Gegenmaßnahmen kann wie oben beschrieben ablaufen. Zum Beispiel kann eine manipulierte Software-Komponente der weiteren Komponente 27a, d-f zurückgesetzt werden.
In dieser Weise kann eine einzige zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation eine Mehrzahl von in dem Bordnetzwerk von ihr entfernte Komponenten (z.B. Steuergeräte in verschiedenen Domänen) versorgen (d.h. Manipulationen von Software der Mehrzahl von Komponenten beheben).
In den vorhergehenden Abschnitten wurde ein Rücksetzen einer Software einer Komponente als beispielhafte weitere Gegenmaßnahme, die von der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation eingeleitet und in dem Bordnetzwerk durchgeführt wird, beschrieben.
In manchen Beispielen kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation alternativ oder zusätzlich andere weitere Gegenmaßnahmen einleiten, die in dem Bordnetzwerk durchgeführt werden.
In manchen Beispielen kann die weitere Gegenmaßnahme gegen die Manipulation Blockieren einer Kommunikation über das Bordnetzwerk der ersten Komponente 27c (deren Software manipuliert ist) umfassen. Ein Blockieren der Kommunikation kann verhindern, dass eine manipulierte Software der ersten Komponente 27c über das Bordnetzwerk Schaden anrichtet. Auf der anderen Seite kann eine manipulierte Software eine Funktion der ersten Komponente 27c immer noch (z.B. für eine gewisse Zeitdauer) ausführen. Aus diesem Grund kann in manchen Fällen ein Blockieren der Kommunikation über das Bordnetzwerk der ersten Komponente 27c einem Zurücksetzen der Software der ersten Komponente 27c vorgezogen werden (z.B. in einem Kontext, in dem ein Ausfall der ersten Komponente 27c zumindest kurzfristig nicht tolerabel oder wünschenswert ist). Die weitere Gegenmaßnahme des Zurücksetzens der Software der ersten Komponente 27c kann im Anschluss an die weitere Gegenmaßnahme des Blockierens der Kommunikation der ersten Komponente 27c eingeleitet und durchgeführt werden (z.B. in einem geänderten Kontext).
Alternativ oder zusätzlich kann die weitere Gegenmaßnahme gegen die Manipulation Blockieren einer Kommunikation einer Gruppe von Komponenten über das Bordnetzwerk, die die erste Komponente 27c beinhaltet, umfassen. Im Beispiel von 3 kann die erste Komponente 27c in einer ersten Domäne 26a mit weiteren Komponenten 27a, b enthalten sein. Das Blockieren der Kommunikation einer Gruppe von Komponenten über das Bordnetzwerk ähnelt dem Blockieren der einzelnen Komponente, wie oben beschrieben. Auch hier kann verhindert werden, dass aus der Gruppe von Komponenten in dem Bordnetzwerk Schaden angerichtet wird. Auch im Falle des Blockierens der Kommunikation einer Gruppe von Komponenten über das Bordnetzwerk kann zu einem späteren Zeitpunkt die weitere Gegenmaßnahme des Zurücksetzens der Software der ersten Komponente 27c eingeleitet und durchgeführt werden (z.B. in einem geänderten Kontext).
In den vorangehenden Abschnitten wurden die Techniken der vorliegenden Offenbarung des Öfteren anhand der jeweiligen Verfahren beschrieben. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein System, das dazu ausgelegt ist, die Verfahren der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Das System kann eine oder mehrere Komponenten des Bordnetzwerks des Fahrzeugs umfassen (z.B. in diesen integriert sein). Das Bordnetzwerk kann auch Vorrichtungen umfassen, die nur zeitweise in dem Bordnetzwerk enthalten sind (z.B. ein Mobilgerät, das sich dem Fahrzeug befindet und in das Bordnetzwerk integriert ist). In anderen Beispielen kann das System auch ein entferntes System umfassen.
Wie oben beschrieben kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software eine Stand-alone-Vorrichtung sein (d.h. ein dediziertes Modul mit eigenen Hardware- und Softwareressourcen, das Teil des Bordnetzwerks ist und mit den anderen Komponenten des Bordnetzwerks kommunizieren kann). In anderen Fällen wird die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software jedoch in eine andere (bereits vorhandene) Komponente des Bordnetzwerks integriert sein. Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software kann dabei als Software-Modul ausgestaltet sein (das in die Software der Komponente eingefügt wird). In anderen Fällen kann die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software zumindest einige dedizierte Hardware-Komponenten aufweisen (während sie andere Hardware-Komponenten der Komponente, in die sie integriert ist, mitbenutzt). Wie ebenfalls erwähnt kann die andere Komponente eine zentrale Kommunikationsschnittstelle des Bordnetzwerks, ein Zentral-Computer („vehicle computer“) oder eine andere Komponente mit vergleichsweise performanter Hardware sein.
In manchen Beispielen kann eine bestehende Komponente des Bordnetzwerkes (z.B. eine zentrale Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs oder einer Domäne des Fahrzeugs, oder ein Zentral-Computer des Fahrzeugs, oder eine Head-Unit eines Infotainment-Systems) durch eine Aktualisierung der Software der Komponente des Bordnetzwerkes als zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software eingerichtet werden.
Die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software oder die andere Komponente, in der sie integriert ist, kann zumindest einen Prozessor (ggf. mit mehreren Kernen) umfassen und Speicher, der Befehle umfasst, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, die Schritte der Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin ein Bordnetzwerk für ein Fahrzeug, das zumindest eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software gemäß der vorliegenden Offenbarung und eine Mehrzahl von Komponenten des Bordnetzwerks umfasst. Das Bordnetzwerk kann dazu ausgelegt sein, die Techniken der vorliegenden Offenbarung auszuführen (wie oben beschrieben).
Die vorliegende Offenbarung betrifft aber auch ein Bordnetzwerk für ein Fahrzeug, das zumindest eine zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software gemäß der vorliegenden Offenbarung und eine Mehrzahl von Komponenten des Bordnetzwerks umfasst. Das Bordnetzwerk kann dazu ausgelegt sein, die Verfahren der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Das Bordnetzwerk kann auch Vorrichtungen umfassen, die nur zeitweise in dem Bordnetzwerk enthalten sind (z.B. ein Mobilgerät, das sich dem Fahrzeug befindet und in das Bordnetzwerk integriert ist).
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin ein Fahrzeug, das das ein System gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst oder ein Teil dessen ist und/oder ein Bordnetzwerk gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin ein Computer-Programm, das dazu ausgelegt ist, die Verfahren der vorliegenden Offenbarung auszuführen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin ein computer-lesbares Medium (z.B. eine DVD oder einen Festkörperspeicher), das ein Computer-Programm der vorliegenden Offenbarung enthält.
Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin ein Signal (z.B. ein elektromagnetisches Signal gemäß einem drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationsprotokoll), das ein Computer-Programm der vorliegenden Offenbarung codiert.

Claims

Computer-implementiertes Verfahren, umfassend: Analysieren einer mit einem oder mehreren kryptographischen Verfahren gesicherten Kommunikation zwischen einer ersten Komponente (27c) einer Mehrzahl von Komponenten (27a-f) eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs (20) und einer zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software (25), wobei die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation (25) ein Teil des Bordnetzwerks ist und zur Mitigation von Software in jedem der Mehrzahl von Komponenten (27a-f) des Bordnetzwerkes ausgelegt ist; Erkennen (101) der Möglichkeit einer Manipulation der Software der ersten Komponente (27c) in der zentralen Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software (25) basierend auf dem Analysieren der Kommunikation; und Einleiten (103) einer Gegenmaßnahme zur Mitigation der Manipulation der Software der ersten Komponente (27c) durch die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation (25).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Kommunikation der ersten Komponente (27c) von einem Sicherheits-Modul (93) der ersten Komponente (27c) ausgeht, optional wobei das Sicherheits-Modul (93) ein Hardware-Sicherheits-Modul der ersten Komponente (27c) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Sicherheits-Modul (93) der ersten Komponente (27c) weiter dazu ausgelegt ist, eine Möglichkeit einer Manipulation zu detektieren.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Sicherheits-Modul (93) der ersten Komponente (27c) direkten Zugriff auf eine Übertragungsstrecke (95) des Bordnetzwerks hat, optional durch eine Bus-Schnittstelle der ersten Komponente (27c).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kommunikation eine Nachricht der ersten Komponente (27c) umfasst, die die Möglichkeit einer Manipulation der Software anzeigt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Analysieren Feststellen eines Ausbleibens einer Nachricht von der ersten Komponente (27c) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 6, wobei die erste Komponente (27c) und die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software (25) dazu ausgelegt sind, wiederholt Nachrichten auszutauschen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gegenmaßnahme gegen die Manipulation Rücksetzen der Software der ersten Komponente (27c) umfasst.
System, das dazu ausgelegt ist, die Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software (25) einer Mehrzahl von Komponenten (27a-f) eines Bordnetzwerks eines Fahrzeugs (20), die dazu ausgelegt ist, die Verfahren eines der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Bordnetzwerk für ein Fahrzeug (20), umfassend: die zentrale Vorrichtung zur Mitigation einer Manipulation von Software (25) gemäß Anspruch 10; eine Mehrzahl von Komponenten (27a-f) des Bordnetzwerks.
Fahrzeug (20), das das System gemäß Anspruch 9 umfasst oder Teil dessen ist und/oder das Bordnetzwerk gemäß Anspruch 11 umfasst.
Computer-Programm, das dazu ausgelegt ist, die Verfahren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Computer-lesbares Medium oder Signal, das das Computer-Programm gemäß Anspruch 13 enthält bzw. codiert.