本文针对控制器局域网(CAN)中的错误处理机制展开了深入的安全性分析。CAN总线广泛部署于汽车、工业自动化等安全攸关领域，其错误处理机制包括错误帧、主动错误标志、被动错误状态等，设计初衷是为了在总线节点间实现可靠的数据传输。然而，该研究通过形式化建模与实验验证，首次揭示了这些错误处理规则中存在多个可利用的漏洞。具体而言，攻击者可以通过精心构造的异常位序列，使节点被动错误状态下的错误计数重置逻辑失效，从而引发节点间的状态不一致，导致合法报文被错误地置为无效或被忽略。此外，论文还发现了错误帧的优先级与正常数据帧之间的竞态条件，攻击者利用这一条件可以阻断特定节点的数据发送，形成拒绝服务攻击。实验在真实的CAN控制器和模拟环境中进行，验证了漏洞的可利用性，并评估了其影响范围。研究还讨论了现有入侵检测方案对这类攻击的检测盲区，并提出了改进错误处理逻辑、增加计数校验与超时监控等缓解建议。该工作为车载网络安全提供了新的攻击面认知，对推动CAN协议安全增强具有重要参考价值。

本文针对汽车控制器局域网（CAN）中的电压入侵检测系统（VIDS）提出了一种规避攻击方法。CAN总线是现代汽车电子控制单元（ECU）间通信的核心，但由于资源限制缺乏网络安全机制，容易遭受ECU伪装攻击：攻击者ECU冒充合法ECU发送伪造消息。VIDS作为一种轻量级防御方案，通过测量每个消息在总线上的电压指纹来识别消息源，由于电压指纹源自ECU硬件特性，单个攻击者无法可控修改，因此VIDS能有效检测伪装攻击。本文研究的问题是：多个攻击者ECU协同是否可能绕过VIDS？作者提出了一种新型攻击方法，利用多个攻击者ECU同时发送消息，通过电压叠加效应在总线上产生与目标合法ECU电压指纹匹配的波形，从而规避检测。实验在真实汽车硬件和模拟环境中进行，评估了不同攻击策略的可行性。结果表明，在特定条件下（如攻击者数量、消息时序控制），攻击成功率可达较高水平。该研究揭示了VIDS的脆弱性，强调了在设计汽车入侵检测系统时需考虑多攻击者协同场景。主要贡献包括：提出第一个绕过VIDS的协同攻击方法；构建了攻击模型并证明可行性；为CAN总线安全检测提供了新的研究视角。适合汽车安全研究人员、ECU设计者及入侵检测系统开发者阅读。

该论文针对控制器局域网（CAN）总线面临的安全威胁提出了一种新型入侵检测系统MIDS。CAN总线是现代车辆中电子控制单元（ECU）的主要通信协议，但缺乏加密和认证机制，容易遭受多种攻击。现有入侵检测系统大多针对制造型攻击（如DoS、模糊测试、ID欺骗等），这些攻击通过帧注入改变流量统计特征（如帧间到达时间），因此容易被基于统计的检测方法发现。然而，本文聚焦于更隐蔽的“伪装”攻击场景：内部攻击者在原始传输时隙原位替换合法帧，保持了流量周期性，使得传统基于流量统计的防御失效。为此，作者提出了MIDS，一种创新的双流框架，并行处理CAN标识符和数据负载，并通过双向选择性状态空间建模重建其联合时间语义。为了评估MIDS，作者从物理特斯拉Model 3车辆在三种驾驶模式下收集了超过1亿个CAN帧，并合成了54种伪装攻击变体，涵盖仅ID修改、仅数据修改以及组合修改。MIDS在该数据集上达到了96.94%的F1分数，比最强可复现基线高出8个百分点以上，同时保持1.147毫秒的单窗口推理延迟，为实时车载部署留有充足余量。为了验证泛化能力，作者进一步在四个公开基准（ROAD、CrySyS、OTIDS、CT&T）上评估MIDS，这些基准涵盖伪装和注入场景；在统一的5折验证协议下，MIDS的F1分数为93.70%至99.61%，比八个复现基线中最强者高出最多13.94个百分点。该工作为车载CAN总线安全检测提供了新的视角和方法，特别适用于对抗隐蔽式伪装攻击。

本文针对CAN总线（控制器局域网）系统中基于到达时间差（TDoA）的入侵检测方法进行了安全性分析，并提出了一种新的防御机制EdgeTDC。CAN总线是车辆内部通信的标准协议，最初设计时主要考虑鲁棒性和安全性，但缺乏消息认证等安全特性。由于汽车供应商需要保证互操作性，制造商大多依赖已有数十年的标准（ISO 11898），引入MAC（消息认证码）改变格式不切实际。因此，研究人员提出了基于物理层特征的CAN总线入侵检测系统（IDS），通过测量帧的时序、电压电平、瞬态等特征来对消息进行发送者归属。其中，TDoA方法是最新的一种。本文首先揭示了已有TDoA方法容易受到新型欺骗和投毒攻击，并描述了如何修复这些方案。然后，作者提出了自己的方法EdgeTDC。与现有方法不同，EdgeTDC不依赖高采样率和高动态范围的模数转换器（ADC）来捕获信号样本级别的粒度，而是使用时间数字转换器（TDC）来检测边沿并测量其时序。尽管实现成本低廉，TDC具有低延迟、高位置精度以及能够测量帧中每个边沿（上升沿和下降沿）的能力。测量每个边沿使得模拟采样变得冗余，并允许计算统计量，甚至能够检测对消息部分内容的篡改。通过大量实验，作者证明了EdgeTDC能够成功抵御现代车辆CAN系统中的伪装攻击。本文的核心贡献在于：1）揭示了现有TDoA方法的脆弱性；2）提出了低成本、高精度的EdgeTDC方法；3）通过实验验证了其有效性。该研究对汽车安全领域，特别是CAN总线入侵检测系统的设计和部署具有重要指导意义。适合汽车安全研究人员、自动驾驶系统安全工程师以及CAN总线入侵检测系统开发者阅读。