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Secure Controller Area Network (CAN) Transceiver With Embedded Authentication Support

delete2025-08-01
delete0
PRE
AI
W
Weizhong Chen
X
Xianshan Wen
C
Can Hong
T
Theodore W. Manikas
M
Mitchell A. Thornton
P
Ping Gui
DOI:10.1109/TCSI.2025.3538844delete
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摘要

摘要

En 中文
汽车和工业控制系统日益增长的安全威胁和漏洞,促使设计具有增强安全措施的控制器局域网络(CAN)总线组件,同时保持与现有标准的兼容性,并允许与非增强系统互操作。我们提出了一种增强方法,即用允许CAN帧自动认证的新型收发器替换标准CAN总线收发器。我们方法的理论基础是基于以虚拟方式引入一个辅助通信信道,该信道同时传输每个CAN帧的认证签名。为了实现认证机制,我们描述、设计并验证了一种新的向后兼容的收发器,该收发器通过有选择地延迟编码CAN帧的非归零(NRZ)波形中的上升沿,在物理层实现虚拟信道。CAN收发器的创新之处包括使用认证签名生成器和比较器、基于上升沿时间调制的调制/解调电路以及保相轨转换器。该混合信号收发器电路采用 $0.18\mu $ m CMOS工艺制造,并通过PVT(工艺、电压、温度)极限情况和与非安全收发器的操作验证来证明其向后兼容性。
Keyword:
Automotive security
CAN transceiver
frame-level authentication
message authentication code generation
phase-preserving dual-rail converter

期刊

IEEE Transactions on Circuits and Systems I-Regular Papers 封面图
IEEE Transactions on Circuits and Systems I-Regular Papers
IF:
5.2
论文数:
9.8K
被引数:
2.2W

机构

S
Southern Methodist University
学者数:
3.0K
论文数: 3.5K
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