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A Multilayer Secure Framework for Vehicular Systems

Hamad, Mohamad

In recent years, significant developments were introduced within the vehicular domain, evolving the vehicles to become a network of many embedded systems distributed throughout the car, known as Electronic Control Units (ECUs). Each one of these ECUs runs a number of software components that collaborate with each other to perform various vehicle functions. Modern vehicles are also equipped with wireless communication technologies, such as WiFi, Bluetooth, and so on, giving them the capability to interact with other vehicles and roadside infrastructure. While these improvements have increased the safety of the automotive system, they have vastly expanded the attack surface of the vehicle and opened the door for new potential security risks. The situation is made worse by a lack of security mechanisms in the vehicular system which allows the escalation of a compromise in one of the non-critical sub-systems to threaten the safety of the entire vehicle and its passengers. This dissertation focuses on providing a comprehensive framework that ensures the security of the vehicular system during its whole life-cycle. This framework aims to prevent the cyber-attacks against different components by ensuring secure communications among them. Furthermore, it aims to detect attacks which were not prevented successfully, and finally, to respond to these attacks properly to ensure a high degree of safety and stability of the system.

In den letzten Jahren wurden bedeutende Entwicklungen im Bereich der Fahrzeuge vorgestellt, die die Fahrzeuge zu einem Netzwerk mit vielen im gesamten Fahrzeug verteile integrierte Systeme weiterentwickelten, den sogenannten Steuergeräten (ECU, englisch = Electronic Control Units). Jedes dieser Steuergeräte betreibt eine Reihe von Softwarekomponenten, die bei der Ausführung verschiedener Fahrzeugfunktionen zusammenarbeiten. Moderne Fahrzeuge sind auch mit drahtlosen Kommunikationstechnologien wie WiFi, Bluetooth usw. ausgestattet, die ihnen die Möglichkeit geben, mit anderen Fahrzeugen und der straßenseitigen Infrastruktur zu interagieren. Während diese Verbesserungen die Sicherheit des Fahrzeugsystems erhöht haben, haben sie die Angriffsfläche des Fahrzeugs erheblich vergrößert und die Tür für neue potenzielle Sicherheitsrisiken geöffnet. Die Situation wird durch einen Mangel an Sicherheitsmechanismen im Fahrzeugsystem verschärft, die es ermöglichen, dass ein Kompromiss in einem der unkritischen Subsysteme die Sicherheit des gesamten Fahrzeugs und seiner Insassen gefährdet kann. Diese Dissertation konzentriert sich auf die Entwicklung eines umfassenden Rahmens, der die Sicherheit des Fahrzeugsystems während seines gesamten Lebenszyklus gewährleistet. Dieser Rahmen zielt darauf ab, die Cyber-Angriffe gegen verschiedene Komponenten zu verhindern, indem eine sichere Kommunikation zwischen ihnen gewährleistet wird. Darüber hinaus zielt es darauf ab, Angriffe zu erkennen, die nicht erfolgreich verhindert wurden, und schließlich auf diese Angriffe angemessen zu reagieren, um ein hohes Maß an Sicherheit und Stabilität des Systems zu gewährleisten.

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Hamad, M., 2020. A Multilayer Secure Framework for Vehicular Systems. https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202005221221-0
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