《UDS协议从入门到精通》系列——图解0x84：安全数据传输

news2024/11/13 16:04:00

《UDS协议从入门到精通》系列——图解0x84：安全数据传输

一、简介
二、数据包格式
- 2.1 服务请求格式
- 2.2 服务响应格式
- - 2.2.1 肯定响应
  - 2.2.2 否定响应

Tip📌：本文描述中但凡涉及到其他UDS服务的，均提供专栏内文章链接跳转方式以便快速了解他们。

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一、简介

该服务的目的是传输受保护的数据，以防止第三方攻击，从而危及数据安全。安全模式意味着传输的数据通过加密方法得到保护。

为了在安全模式下执行诊断服务，需要在目标ECU和Tester应用程序中添加安全子层，如下所示：
在这里插入图片描述

有两种方法在客户端和服务器之间执行诊断服务数据传输：

非安全数据传输模式：
正如本专栏中众多服务的使用，Tester使用这些服务和目标ECU之间直接交换数据。双方应用层实现数据的“直通”。
安全数据传输模式：
应用程序使用诊断服务或外部服务以及安全子层的服务原语在目标ECU和Tester之间交换数据。作为中介的安全子层使用本文的SecuredDataTransmission服务进行安全数据的传输/接收。安全链接必须是点对点通信，因此只允许物理寻址，这意味着只涉及一个目标ECU。

安全子层与应用程序的接口遵循ISO/OSI模型约定，因此提供以下四个安全子层（SS_）服务原语：

SS_SecuredMode.req：安全子层请求
SS_SecuredMode.ind：安全子层指示
SS_SecuredMode.resp：安全子层响应
SS_SecuredMode.conf：安全子层确认

ISO 14229的这一部分定义了确认和非确认服务。在安全模式下，只允许suppressPosRspMsgIndicationBit = FALSE的服务请求。基于这一要求，以下服务不允许在安全模式下执行：

ResponseOnEvent (0x86)
ReadDataByPeriodicIdentifier (0x2A)
TesterPresent (0x3E)

在安全模式下执行诊断服务时，安全子层的任务是对“应用程序”（Tester）提供的数据进行加密，对“应用层”（目标ECU的应用层）提供的数据进行解密，并添加、检查和移除安全特定数据元素。安全子层使用应用层的SecuredDataTransmission (0x84) 服务来传输和接收整个诊断消息或根据外部协议的消息（请求和响应），这些消息应在安全模式下交换。

安全子层为应用程序提供“SecuredServiceExecution”服务，以便安全地执行诊断服务。“SecuredServiceExecution”服务的请求和指示原语按照以下通用格式指定：

在这里插入图片描述

在安全模式下执行诊断服务的过程如下所示：

客户端（Tester）：
- 客户端应用程序使用安全子层的SecuredServiceExecution服务请求，在安全模式下执行诊断服务。
- 安全子层执行必要的操作以建立与服务器(s)的链接，添加特定的安全相关参数，如果需要，应对要在安全模式下执行的诊断服务的数据做加密操作，并使用应用层的（目标ECU的应用层）SecuredDataTransmission服务请求将安全数据传输到服务器。
服务器（目标ECU）：
- 服务器接收到应用层的SecuredDataTransmission服务指示，该指示由服务器的安全子层处理。
- 服务器的安全子层检查安全特定参数，解密加密数据，并通过安全子层的SecuredServiceExecution服务指示将要在安全模式下执行的服务数据呈现给应用程序。
- 应用程序执行服务，并使用安全子层的SecuredServiceExecution服务响应，在安全模式下响应服务。
- 服务器的安全子层添加特定的安全相关参数，如果需要，加密响应消息数据，并使用应用层的SecuredDataTransmission服务响应将响应数据传输到客户端。
客户端（Tester）：
- 客户端接收到应用层的SecuredDataTransmission服务确认原语，该原语由客户端的安全子层处理。
- 客户端的安全子层检查安全特定参数，解密加密的响应数据，并通过安全子层的SecuredServiceExecution确认将数据呈现给应用程序。

下图展示了在安全模式下执行诊断服务时，安全子层、应用层和应用程序之间的交互。

在这里插入图片描述

上文也许有些晦涩… 简单来说，在安全模式下执行诊断服务时，客户端和服务器通过安全子层进行交互，确保数据的安全传输。客户端应用程序发起请求，安全子层处理并加密数据，然后通过应用层的SecuredDataTransmission服务将数据传输到服务器。服务器的安全子层解密数据并执行服务，然后将响应数据加密并通过相同的服务传输回客户端。整个过程确保了数据在传输过程中的安全性和完整性。