一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试方法及系统与流程

本发明涉及无人驾驶，具体涉及一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试方法及系统。

背景技术：

1、随着汽车智能化、网联化程度持续提升，无人驾驶系统已成为未来交通的核心组成部分，其深度集成电子控制单元、高精度传感器、v2x通信模块与决策规划算法，形成了复杂的信息物理系统，信息安全威胁也随之急剧扩张，渗透测试成为保障无人驾驶系统功能安全与运行可信性的核心技术手段。

2、当前无人驾驶信息安全渗透测试主要分为整车级黑盒/灰盒测试、零部件级白盒测试两种模式，分别从整车外部威胁探测、组件底层缺陷检测两个维度开展安全验证，是行业内的主流测试方式。

3、当前的技术问题为整车级与零部件级测试相互割裂、无法双向协同联动，二者形成独立的测试孤岛，既无法有效构建并验证跨组件、跨功能域的多步链式攻击场景，也无法将信息安全漏洞风险量化映射至无人驾驶功能安全目标，最终导致系统性安全风险漏报、测试策略与动态威胁环境不匹配、安全修复优先级决策失准，难以满足无人驾驶系统快速迭代的安全验证需求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试方法及系统，用于解决上述技术问题。

2、第一方面，提供了一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试方法，包括：

3、部署整车级与零部件级双端口异构探针并完成时钟同步，构建跨粒度时序对齐的测试执行环境；

4、基于所述测试执行环境，通过协同编排引擎执行条件触发式跨粒度协同测试，得到跨粒度测试响应数据；

5、基于统一时间基准对所述跨粒度测试响应数据进行时序关联与事件匹配，构建攻击溯源证据链；

6、从所述攻击溯源证据链中提取四维评估特征，结合耦合路径长度对应的风险衰减系数计算综合风险值，将综合风险值映射为功能安全等级，输出信息安全渗透验证结果。

7、进一步的，部署整车级与零部件级双端口异构探针并完成时钟同步，构建跨粒度时序对齐的测试执行环境，包括：

8、部署接入车辆外部通信与诊断接口的整车级探针，以及接入目标组件物理调试接口的零部件级探针，构建双端口异构探针架构；

9、基于精密时钟同步协议建立主从时钟同步链路，得到时钟交互报文数据；

10、对所述时钟交互报文数据进行计算，得到各探针的时钟偏差与时钟漂移参数；

11、根据所述时钟偏差与时钟漂移参数校正各探针本地时钟，得到跨粒度时序对齐的测试执行环境。

12、进一步的，基于所述测试执行环境，执行条件触发式跨粒度协同测试，得到跨粒度测试响应数据，包括：

13、所述协同编排引擎加载采用四段式结构定义的测试剧本，调度整车级探针对车辆系统执行整车层面的渗透测试刺激，得到车辆系统的初始响应数据；

14、提取所述初始响应数据中的can报文特征、ecu诊断响应或错误码以及车辆功能状态，按照所述测试剧本预设的任一满足、全部满足或有序组合方式计算触发匹配结果；

15、若所述触发匹配结果满足触发阈值及先后顺序约束，则调度零部件级探针对目标组件执行深度渗透操作，得到组件内部响应数据；

16、根据所述组件内部响应数据所属的预设状态区间，确定继续执行第一类整车级测试动作、切换执行第二类整车级测试动作或终止当前测试步骤；其中，所述第一类整车测试动作包括继续发送验证报文，所述第二类整车测试动作包括切换发送边界测试报文；

17、若在预设超时时间内未满足触发条件，则按照预设重试次数重新执行所述整车层面的渗透测试刺激，并返回执行特征提取并触发匹配结果的计算，达到重试次数上限后终止当前测试步骤；

18、在整车层面采集测试全流程产生的功能级响应数据，整合所述初始响应数据、组件内部响应数据与功能级响应数据，得到跨粒度测试响应数据。

19、进一步的，基于统一时间基准对所述跨粒度测试响应数据进行时序关联与事件匹配，构建攻击溯源证据链，包括：

20、设定微秒级的时间容忍阈值，得到数据匹配筛选条件；

21、基于所述数据匹配筛选条件对跨粒度测试响应数据进行筛选，得到时间匹配的整车级测试数据与零部件级测试数据；

22、将时间匹配的整车级网络事件与零部件级内部状态事件进行因果对应，构建从攻击入口到组件缺陷再到功能影响的攻击溯源证据链。

23、进一步的，从所述攻击溯源证据链中提取四维评估特征，结合耦合路径长度对应的风险衰减系数计算综合风险值，包括：

24、从所述攻击溯源证据链中提取安全威胁的相关特征，得到四维评估特征集；

25、对所述四维评估特征集进行量化计算，分别得到入口可达性评分、组件脆弱性评分、耦合路径长度评分与功能安全影响评分；

26、以耦合路径长度为变量，通过指数衰减函数计算得到风险衰减系数；

27、结合四个维度的评分和所述风险衰减系数进行计算，得到综合风险值。

28、进一步的，将综合风险值映射为功能安全等级，输出信息安全渗透验证结果，包括：

29、获取预设的综合风险值与功能安全等级的映射关系，得到等级转换规则；

30、根据所述等级转换规则，对所述综合风险值进行转换，得到对应的功能安全等级；

31、结合所述攻击溯源证据链与所述功能安全等级，得到信息安全渗透验证结果。

32、进一步的，还包括：

33、将不同的跨粒度测试剧本建模为多臂赌博机的臂，将测试剧本的执行效果作为奖励值，得到强化学习基础模型；

34、采用强化学习算法对所述强化学习基础模型进行求解，动态选择最优测试剧本，得到优化后的测试策略；

35、将新型有效攻击路径进行标准化封装，得到可复用的测试剧本片段；

36、采用所述可复用的测试剧本片段更新测试知识库，得到迭代后的测试知识库。

37、进一步的，还包括：

38、获取车辆软件升级后的代码变更信息与软件物料清单，得到软件变更数据集；

39、对所述软件变更数据集进行分析，得到受影响的电子控制单元集合；

40、基于所述测试知识库，对与受影响电子控制单元相关的历史攻击路径进行筛选，得到增量测试剧本；

41、执行所述增量测试剧本，得到软件升级后的定向安全回归验证结果。

42、第二方面，提供了一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试系统，基于前文任一项所述的一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试方法，包括：

43、同步模块，配置为部署整车级与零部件级双端口异构探针并完成时钟同步，构建跨粒度时序对齐的测试执行环境；

44、测试模块，配置为基于所述测试执行环境，通过协同编排引擎执行条件触发式跨粒度协同测试，得到跨粒度测试响应数据；

45、匹配模块，配置为基于统一时间基准对所述跨粒度测试响应数据进行时序关联与事件匹配，构建攻击溯源证据链；

46、评估模块，配置为从所述攻击溯源证据链中提取四维评估特征，结合耦合路径长度对应的风险衰减系数计算综合风险值，将综合风险值映射为功能安全等级，输出信息安全渗透验证结果。

47、第三方面，提供了一种终端，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如前文任一项所述的一种无人驾驶可信性异粒度信息安全渗透测试方法。

48、采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

49、本发明通过异粒度协同测试，能够有效发现传统方法无法识别的、由多个低风险漏洞在系统层级耦合而成的链式攻击高风险漏洞，实现对纵深防御策略的有效性验证。

50、本发明引入强化学习驱动的自适应测试，使渗透过程从人工经验驱动升级为智能目标驱动，能够更快、更准地定位核心安全隐患，提升测试效率和覆盖率。

51、本发明通过建立信息安全和功能安全的关联模型，将抽象的网络安全威胁转化为具象的、可量化的功能安全风险，为管理层决策和工程资源投放提供依据。