(57)【要約】  車内通信ネットワーク内の複数のノードのうち、ネットワーク内で伝搬する波形を伝送したノードを識別する方法であって、方法は、各ノードによって伝送された波形に関する固有ライブラリフィンガプリントを有するフィンガプリントのライブラリを提供することと、どのノードが波形を伝送したかを決定するために、伝搬電圧波形に関して生成されたフィンガプリントとライブラリフィンガプリントとを比較することとを備える。【選択図】図４
2019521040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内通信ネットワーク内の複数のノードのうち、前記ネットワーク内で伝搬する波形を伝送したノードを識別する方法であって、
車内ネットワークに含まれる複数のＪ個のノードによって前記ネットワークを介して伝送されたビットストリームを表す複数のアナログ電圧波形を受信することと、
前記波形に関するサンプルの離散時間シーケンスを生成するために、前記アナログ電圧波形の各々をサンプリングすることと、
前記サンプルシーケンスの関数の離散変換シーケンスを生成するために積分変換に従って各時間シーケンスを処理することであって、前記変換シーケンスは、それぞれの振幅を乗算された関数のシーケンスを備える、各時間シーケンスを処理することと、
前記振幅に基づく成分を有するベクトル空間内の特徴ベクトルを備える、各ノードに関する固有ライブラリフィンガプリントを備えるフィンガプリントのライブラリを提供することと、
前記ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、
前記ライブラリベクトルと同じベクトル空間内の特徴ベクトルを備える、前記伝搬波形に関するフィンガプリントを決定することと、
どのノードが前記波形を伝送したかを決定するために、前記伝搬電圧波形に関する前記フィンガプリントとライブラリフィンガプリントとを比較することと
を備える方法。
【請求項２】
ノードに関するライブラリフィンガプリントを提供することは、各ノードについて、前記ノードに固有であり、前記変換シーケンスの前記振幅に基づく成分を有する第１の特徴ベクトルを決定することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記振幅に基づく前記成分は、前記振幅の絶対値である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
直交単位ベクトルの基底セットを提供するために、前記ノードに関する前記第１の特徴ベクトルを処理することを備える、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ノードに関する前記固有ライブラリフィンガプリントを提供することは、前記単位ベクトルの基底セットによって広がるベクトル空間内のベクトルとして前記第１の特徴ベクトルを表す第２の特徴ベクトルを決定することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記サンプルシーケンスの関数の離散変換シーケンスを生成するためにサンプルの各時間シーケンスを処理することは、前記サンプルシーケンスに基づいて前記アナログ波形の導関数の離散時間シーケンスを生成することを備える、請求項２〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
導関数のシーケンスを生成することは、前記ビットストリーム内の様々なビットを表す電圧間の電圧遷移を示す波形領域内の前記サンプルシーケンスに基づいて、前記波形に関する導関数を決定することを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
サンプリングは、前記電圧遷移に関する電圧立ち上がり時間および／または立ち下がり時間を決定するために十分なサンプリングレートでサンプリングすることを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フィンガプリントのライブラリを提供することは、前記特徴ベクトルのクラスタを提供するために前記振幅に基づく成分を有する特徴ベクトルをクラスタ化し、前記クラスタのセントロイドを決定することを備える、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
フィンガプリントを比較することは、前記伝搬アナログ波形に関して決定された前記フィンガプリントとライブラリフィンガプリントとのスカラー積を決定することを備える、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記スカラー積に応じる波形を伝送したノードを決定することを備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
フィンガプリントを比較することは、前記伝搬アナログ波形に関して決定された前記フィンガプリントおよびライブラリフィンガプリントに関する多変量ガウス確率を決定することを備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記多変量確率に応じる波形を伝送したノードを決定することを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記積分変換は、フーリエ変換、ラプラス変換、およびウェーブレット変換から成る変換のグループから選択される変換を備える、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記アナログ電圧波形は差動電圧波形である、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記車内通信ネットワークはコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）である、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
複数のノードを備える車内通信ネットワークを介して伝送されたアナログ波形が異常であるかを決定するための方法であって、
前記ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、
前記波形を伝送したノードを識別するために、請求項１〜１４のいずれかに従って前記波形を処理することと、
前記波形が符号化するデータが、前記通信ネットワークの正常な動作の下で前記識別されたノードが伝送するデータと一致するかを決定するために、前記波形を処理することと、
前記データが一致しない場合、前記波形が異常であると決定することと
を備える方法。
【請求項１８】
前記波形が異常であると決定された場合、前記波形を遮断することを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記車内通信ネットワークはＣＡＮネットワークであり、前記波形を遮断することは、前記ネットワークのバスにおいてドミナントビットを伝送することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記車内ネットワークはゲートウェイを備え、前記波形を遮断することは、前記波形が前記ゲートウェイを通過することを防ぐことを備える、請求項１８または請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その開示が参照によって本願に組み込まれる、２０１６年５月１日に出願された米国特許仮出願第６２／３３０，１７６号の米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張するものである。
【０００２】
本開示の実施形態は、車両部品が通信する車内通信ネットワーク内で伝搬する信号の発信源を識別することに関する。
【背景技術】
【０００３】
現代の車両は、航空機、船舶、または自動車のいずれにしろ一般に「ドライブバイワイヤ」（ＤｂＷ）車両であり、電気および／または電気機械部品が、有線および／または無線車内通信ネットワークを介してデジタル信号を交換し、車両を操作および制御しユーザと車両とのインタフェースとなるために協働するものである。この部品は、車両を操作しユーザと車両とのインタフェースとなるために従来用いられる機械的リンク機構に大きく取って代わり、以前は実装することができず、または実用的ではなく、あるいは想像さえできなかった機能およびサービスメニューの拡大や車両制御の解決を車両にもたらした。
【０００４】
例として、現代の自動車両にはたとえば、互いに、また車両を操作し車両とユーザとのインタフェースとなるための車両機能を監視および制御するセンサおよびアクチュエータと、車内ネットワークを介して通信する１００以上もの電子制御ユニット（ＥＣＵ）が存在し得る。ＥＣＵは例として、車両エンジン、パワーステアリング、トランスミッション、アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）、エアバッグ展開、走行制御、パワーウインドウ、ドア、およびミラー調節を制御するために用いられ得る。また、車内ネットワークは一般に、オンボード診断（ＯＢＤ）システムおよび通信ポート、たとえばエンジン温度およびＴＰＭＳ（タイヤ圧監視システム）などの様々な車両状態警告システム、衝突回避システム、キーレスエントリ、聴覚および視覚情報およびエンタテインメント（インフォテインメント）システム、および／またはオンボードカメラシステムによって取得される画像の処理をサポートする。車内ネットワークは一般に、モバイル通信ネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、および／またはＷｉＦｉ、インタフェース、車車間（Ｖ２Ｖ）および車両インフラ間（Ｖ２Ｉ）通信、インターネット、および／またはＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）へのアクセスも提供する。
【０００５】
車内通信ネットワークを介して接続され通信する車両部品の通信を設定、管理、および制御するために、様々な通信プロトコルが開発されてきた。現在利用可能である一般的な車内ネットワーク通信プロトコルは、ＣＡＮ（制御エリアネットワーク）、ＦｌｅｘＲａｙ、ＭＯＳＴ（メディア指向システムトランスポート）、イーサネット、およびＬＩＮ（ローカル相互接続ネットワーク）である。プロトコルは、通信バス、および通信バスに接続されたノードと総称されるＥＣＵ、センサ、およびアクチュエータが、互いに信号を伝送するためにどのようにバスにアクセスしバスを用いるかを定義してよい。
【０００６】
車内通信ネットワークがサポートする電子制御システム、センサ、アクチュエータ、ＥＣＵ、および通信インタフェースおよびポートの多様性の増大によって、車内通信ネットワーク、および通信システムを介して通信する車両部品は、車両の安全性および性能を損ない危険を及ぼし得るサイバーアタックによる攻撃をますます受けやすくなる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施形態の態様は、ネットワーク内に含まれるノードのどれがネットワークを介して信号を伝送しているかを識別するために、車両の車内通信ネットワークの少なくとも一部を介した通信伝送を監視するように構成された、以下で「ＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈ」とも称されるモジュールを提供することに関する。送信中のノードを識別することによって、ＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈは、ノードの機能が損なわれているか、無許可のノードが車内ネットワークで伝送しているか、およびネットワーク自体が損傷および／またはマルウェアによって損なわれているかを決定するために動作してよい。実施形態において、ＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈは、「ライブラリフィンガプリント」とも称され得る、ネットワーク内の複数のノードの各々に関する、ノードに固有の特徴ベクトルを備えるライブラリへのアクセスを有し、これを生成および／または動的に更新するために動作してよい。ノードのライブラリフィンガプリントは、ノードが生成して符号化し、ネットワークを介してネットワーク内の他のノードへデジタルデータを伝送する電気信号を備えるアナログ波形を特徴付ける。ＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈは、ネットワークを介して伝搬する波形のコピーを受信し、ネットワーク内のどのノードが波形を伝送したかを決定するために、波形の特徴とライブラリフィンガプリントの特徴とを比較することによって、ネットワークを監視する。
【０００８】
実施形態において、ノードのライブラリフィンガプリントは、所与のノードがネットワークを介して伝送する波形のフーリエ変換および／または波形の関数に基づく。実施形態において、ライブラリフィンガプリントの成分は、フーリエ係数、またはノードの波形の時間微分のフーリエ変換の振幅に基づく。任意選択的に、時間微分は、様々なデジタルデータを表す波形内の様々な電気信号間の遷移に対応する波形領域においてノードによって伝送された波形の時間微分である。実施形態において、ノードフィンガプリントの成分は、フーリエ成分の絶対値に基づく。実施形態において、ノードフィンガプリントは、フーリエ変換のフーリエ振幅の絶対値である成分を有する特徴ベクトルの主成分分析によって決定されたベクトルの基底セットによって広がるベクトル空間内の特徴ベクトルであってよい。
【０００９】
任意選択的に、車内通信ネットワークはＣＡＮネットワークであり、ノードが伝送するアナログ波形は、ノードがＣＡＮプロトコルに準拠するデータフレームにフォーマットするデジタルデータを符号化する、任意選択的に「フレーム波形」または「ＣＡＮフレーム波形」と称される電気波形である。
【００１０】
本概要は、発明を実施する形態において詳しく後述される概念の選択を簡略化形式で説明するために提供される。本概要は、クレームに記載される主題事項の重要特徴または本質的特徴を識別することは意図されず、クレームに記載される主題事項の範囲を限定するために用いられることも意図されない。
【００１１】
本発明の実施形態の非限定的な例は、本段落の次に一覧される本明細書の添付素面を参照して後述される。複数の図面に示される同一の特徴は一般に、それらが示される図面の全てにおいて同一の符号を付される。図面において本発明の実施形態の所与の特徴を表すアイコンに付された符号は、所与の特徴を参照するために用いられ得る。図面に示される特徴の寸法は、利便性および提示の明確性のために選択され、必ずしも一定の縮尺で示されたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示の実施形態に係る、どのノードがネットワークを介して通信しているかを識別し異常メッセージを検出するためにネットワークを監視するように構成されたＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈを有するＣＡＮ車内通信ネットワークを任意選択的に備える車両を模式的に示す。
【図１Ｂ】本開示の実施形態に係る、ＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈによって保護された車内ＣＡＮ通信ネットワークの一部の略ブロック図を示す。
【図２】図２Ａは、本開示の実施形態に係る、車内ネットワーク内のどのノードがフレームを伝送したかを決定するために図１Ａおよび図１Ｂに示すＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈによって処理され得るＣＡＮメッセージフレームのフォーマットを模式的に示す。図２Ｂは、図２Ａに示すＣＡＮフレーム内のビットを表す電圧信号のフレーム波形図を示す。
【図３】本開示の実施形態に係る、図１Ｂに示す車内通信ネットワークを介して任意選択的にＣＡＮフレーム波形を伝送したノードを識別するためにＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈが動作し得るアルゴリズムのフロー図を示す。
【図４】本開示の実施形態に係る、図３に示すアルゴリズムを実行するように構成されたＮＥＴ‐Ｓｌｅｕｔｈの略ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明において、ネットワークを監視するように構成されたＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈを備える自動車ＣＡＮネットワークの動作が、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明される。ＣＡＮに接続されたノードがＣＡＮプロトコルに従って生成および構成するデジタルメッセージおよび対応するフレーム波形の詳細は、図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明される。図３は、図１Ａおよび図１Ｂに示すＮＥＴ−ｓｌｅｕｔｈが本開示の実施形態に従って、ＣＡＮネットワークに接続されたノードに関するライブラリフィンガプリントを生成するために採用し得る手順のフロー図を示す。図４は、本開示の実施形態に従ってＮＥＴ−ｓｌｅｕｔｈが提供する機能をサポートするためにＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈが備え得る構成要素の略ブロック図を示す。
【００１４】
本説明において、特に明記しない限り、本開示の実施形態の１または複数の特徴の状態または関係特性を修飾する「実質的」および「約」などの形容詞は、状態または特性が、意図されている用途のためにこの実施形態の動作に関して許容可能な許容差の範囲内であるように定められることを意味することが理解される。本開示における一般用語が例または例のリストを参照することによって示される場合常に、参照される１または複数の例は、一般用語の非限定的な例とされるものであり、一般用語は、参照される特定の１または複数の例に限定されることが意図されない。特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲における「または」という語は、排他的ではなく包括的な「または」であるものと見なされ、これが接続する事項の少なくとも１つまたは複数の任意の組み合わせを示す。
【００１５】
図１Ａは、本開示の実施形態に係る、ネットワークの一部を監視および保護するためにインストールされたＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０を有する車内通信ネットワーク６０、任意選択的にＣＡＮ通信ネットワーク６０を備える車両３０を図示する。車内通信ネットワーク６０は任意選択的に、高速ＣＡＮバス６１および中速ＣＡＮバス７１を備える。たとえば様々なＥＣＵ、センサ、および通信デバイスなど、車両３０の複数の構成要素は、ノードとしてバスに接続される。バス６１および７１に接続されたノードは、バスを介して、ＣＡＮパケットまたはＣＡＮメッセージと称され得るＣＡＮフレームを送受信することによって互いに通信する。本開示の実施形態に係るＮＥＴ−ｓｌｅｕｔｈ４０は、任意選択的に高速ＣＡＮバス６１に接続される。車内ネットワーク６０に接続された車両３０内のノードは、総称的に数字１６０によって符号付けおよび参照され、図１Ａにおいて、車内通信ネットワーク６０に接続されたノードの選択肢におけるノードは、総称的に数字１６０によって示される。
【００１６】
図１Ｂは、通信ネットワーク６０、バス６１および７１、およびバスに接続されたノード１６０の例の拡大図を示す。高速ＣＡＮバス６１は、正常に動作するためにノード間の比較的高速なデータ伝送を必要とし得る、たとえば様々な制御システムのＥＣＵおよびセンサなどのノード間の通信をサポートするために、最大毎秒１メガバイトのデータ伝送速度で動作するクラスＣ  ＣＡＮバスであってよい。図１Ｂにおいて、高速ＣＡＮバス６１は、エンジン、サスペンション、トラクション、ギヤボックス、およびブレーキ制御システム６２、６３、６４、６５、および６６にそれぞれ接続されるものとして示される。高速ＣＡＮバス６１は、本体制御システムゲートウェイ８０によって中速ＣＡＮバス７１に接続される。
【００１７】
中速ＣＡＮバス７１は、比較的低いデータ伝送速度で正常にデータを送受信するように機能し得る、たとえば車両本体制御システムおよびインフォテインメントシステムの構成要素などのノード間での通信をサポートするために、最大毎秒１２５キロバイト（Ｋｂｐｓ）のデータ伝送速度で動作するクラスＢ  ＣＡＮバスであってよい。例として、中速ＣＡＮバス７１は、それぞれ前照灯、計器表示、環境制御、ドア制御、および尾灯システム７２、７３、７４、７５、および７６であるノードに接続されるものとして図示される。インフォテインメントシステム７９は、モバイル電話ネットワークとの通信インタフェースを提供するＢｌｕｅｔｏｏｔｈおよびＷｉｆｉ通信インタフェースおよびテレマティクスシステム７８を備え、ＧＰＳ受信機７７もまた中速ＣＡＮバス７１に接続され得る。
【００１８】
車内ネットワーク６０に接続された所与のノードが他のノードと通信するために伝送するＣＡＮフレームは一般に、フレームの優先順位を識別および決定するために使用可能な１１ビットまたは２９ビットの拡張アービトレーションまたはＩＤフィールド、宛先ノードへ伝送されるデータの０〜８バイトを備えるＣＡＮデータフィールド、および１５ビットのＣＲＣコード（巡回冗長検査）を備える。所与のノードがＣＡＮフレーム内で伝送するビットは、ドミナントビットと称される「０」ビット、またはレセッシブビットと称される「１」ビットのいずれかであってよい。各ＣＡＮバス６１および７１は一般に、高電圧「ＨＶワイヤ」８１および低電圧「ＬＶワイヤ」８２を備えるツイストワイヤペアを備え、所与のノードは、自身が接続されたバス６１または７１においてＣＡＮ０および１ビットをそれぞれの差動電圧信号として伝送する。差動電圧信号は、ノードがツイストワイヤペアのＨＶワイヤ８１およびＬＶワイヤ８２において同時に生成する電圧間の差に等しい電圧である。
【００１９】
バス６１または７１を介して伝送されるＣＡＮビットがない場合、バス内のＨＶワイヤ８１およびＬＶワイヤ８２の両方が共通アイドル電圧「Ｖ０」にバイアスされる。車内ネットワーク６０に接続されたノードは、それぞれ同等かつ反対の電圧＋ΔＶおよび−ΔＶによって共通のアイドル電圧Ｖ０から離れるようにバスのＨＶおよびＬＶワイヤ８１および８２を駆動することによって、自身が接続されたバス６１または７１においてドミナント０ビットを表す差動電圧信号を生成する。一般に、Ｖ０は約２．５Ｖ（ボルト）に等しく、ΔＶは約１Ｖに等しく、ノードは、バスにおいて約２Ｖに等しい差動電圧信号Ｖ（０）＝（Ｖ（Ｈ）−Ｖ（Ｌ））を提供するために、ＨＶワイヤ８１を電圧Ｖ（Ｈ）＝Ｖ０＋ΔＶ＝３．５Ｖに駆動し、ＬＶワイヤ８２を電圧Ｖ（Ｌ）＝Ｖ０−ΔＶ＝１．５Ｖに駆動することによって、ドミナント０ビットをバスにおいて伝送する。ノードは、レセッシブビットを表す約０ボルトに等しい差動電圧信号Ｖ（１）＝（Ｖ（Ｈ）−Ｖ（Ｌ））をバスにおいて提供するために、ＨＶおよびＬＶワイヤ８１および８２をアイドル電圧Ｖ０＝２．５に戻す、またはアイドル電圧Ｖ０＝２．５に保たせることによって、レセッシブである１ビットをバスにおいて伝送する。
【００２０】
図２Ａは、ＣＡＮバス６１または７１に接続されたノードが、他のノードにデータを提供するためにネットワーク６０に接続された他のノードへ伝送し得る、ドミナント０ビットおよびレセッシブ１ビットを有するビット２０２のシーケンス２０１を備えるＣＡＮフレーム２００の例を図示する。伝送ビット２０２の下に示されるグラフ線２８１および２８２は、伝送ビットを表す差動電圧信号Ｖ（０）およびＶ（１）を提供するためにバス６１または７１のアイドル電圧Ｖ０に関してそれぞれＨＬワイヤ８１およびＬＶワイヤ８２において伝送ノードが生成する時間の関数として、電圧Ｖ（Ｈ）およびＶ（Ｌ）を模式的にグラフ表示する。電圧Ｖ（Ｈ）とＶ（Ｌ）との差によって決定されるアナログ差動電圧信号Ｖ（０）およびＶ（１）の時間シーケンスは、フレーム２００に関連するＣＡＮフレーム波形である。差動電圧信号Ｖ（０）およびＶ（１）は、それぞれ電圧信号Ｖ（０）およびＶ（１）、電圧Ｖ（０）およびＶ（１）、ＣＡＮ電圧、および／またはドミナント電圧およびレセッシブ電圧と称され得る。
【００２１】
図２Ｂは、伝送ノードがフレーム２００においてビットを伝送するために生成する、図２Ａに示すＶ（Ｈ）およびＶ（Ｌ）グラフ線２８１および２８２の拡大部分を図示する。図は、領域２２１において、時間ｔ１における約０ボルトに等しいＨＶワイヤ８１とＬＶワイヤ８２との間のレセッシブ差動電圧信号Ｖ（１）（図１Ｂ）から、時間ｔ２における約２ボルトに等しいドミナント差動電圧信号Ｖ（０）へのフレーム波形電圧遷移を図示する。時間差（ｔ２−ｔ１）は、レセッシブビット電圧からドミナントビット電圧への立ち上がり時間ｔＲと称され得る。任意選択的に、ｔ１は、フレーム波形電圧が約０．１Ｖ（０）に等しい電圧に到達する、レセッシブ電圧Ｖ（１）からドミナント電圧Ｖ（０）への遷移中の時間である。任意選択的に、ｔ２は、フレーム波形電圧が約０．９Ｖ（０）に等しい電圧に到達する、電圧Ｖ（１）から電圧Ｖ（０）への遷移中の時間である。同様に図２Ｂは、領域２２２において、約時間ｔ３におけるドミナントビットフレーム波形電圧Ｖ（０）から約時間ｔ４におけるレセッシブビットフレーム波形差動電圧Ｖ（１）への立ち下がり時間を示す。任意選択的に、ｔ３は、フレーム波形電圧が約０．９Ｖ（０）に等しい電圧まで下がる、ドミナント電圧Ｖ（０）からパッシブ電圧Ｖ（１）への遷移中の時間である。任意選択的に、ｔ４は、フレーム波形電圧が約０．１Ｖ（０）に等しい電圧まで下がる、ドミナント電圧Ｖ（０）からパッシブ電圧Ｖ（１）への遷移中の時間である。約（ｔ４−ｔ３）に等しい時間差は、ドミナントビット電圧からレセッシブビット電圧への立ち下がり時間ｔＦと称され得る。立ち上がり時間および立ち下がり時間は一般に、電圧遷移時間ｔＴと称され得る。
【００２２】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ＣＡＮバス６１を介して伝送されたフレーム波形を監視し、どのノードがフレーム波形を伝送したかを識別し、所与のフレーム波形を伝送したノードを識別する試みが失敗した場合、フレームを異常であると識別するように構成される。フレームが異常であると識別されると、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、異常を報告、緩和、および／または制御するために様々な応答アクションのいずれかまたは複数の任意の組み合わせを決定し、および／または行うように構成され得る。所与の波形が異常であることの決定に応答して行われ得る応答アクションは、例として、波形の伝搬または受信を遮断すること、波形を遅延させること、波形の伝送繰返し周波数を制限すること、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈに含まれるメモリに波形および／または対応するＣＡＮフレームのログを取ること、車両３０外のサーバへの任意選択的無線通信インタフェースを介して、波形、対応するＣＡＮフレーム、および／または異常の発生に関する警告を伝送すること、および／または、他の方法で車両のユーザまたは適切な権限に異常を警告することを備えてよい。
【００２３】
バス６１に接続されたノードのうちどのノードが所与のフレームを伝送するかを識別するために、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、バス６１に接続された各ノードに関して、ノードに固有であり、バス６１を介して伝送されたフレーム波形の特徴が、ノードによってフレームが伝送されたことを示すかを決定するために用いられ得る、特徴ベクトルを備えるライブラリであるライブラリフィンガプリントを生成および／または動的に更新するように動作してよい。実施形態において、所与のノードに関するライブラリフィンガプリントの構成要素は、所与のノードがバス６１を介して伝送するフレーム波形のフーリエ変換のフーリエ成分に基づく。
【００２４】
図３は、本開示の実施形態に従って、車内通信ネットワーク６０に接続されたＪ個のノードのうち「ノードｊ」とも称されるｊ番目のノードに関するライブラリフィンガプリントを決定するためにＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が実行し得るＣＡＮフィンガプリンティング手順のフロー図３００を示す。フロー図３００によって示されるＣＡＮフィンガプリンティング手順は、フロー図に付されたものと同じ参照番号３００によって参照され得る。
【００２５】
手順３００のブロック３０１において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ｊ番目のノードによってバスを介して伝送されたフレーム波形を定義する、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈが接続されたバス６１からの電圧信号を受信する。フレーム波形は、車内ネットワーク６０においてバス６１および７１（図１Ｂ）に接続されたノードおよびネットワークがマルウェアによって損なわれず、正常に動作するという前提の下、フレーム波形のＩＤフィールドによって、ノードｊによって送信されたものと識別され得る。ブロック３０３において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、受信フレーム波形におけるドミナントビット電圧Ｖ（０）とレセッシブビット電圧Ｖ（１）との間の電圧遷移時間ｔＴのマグニチュードを決定するために十分なサンプリング周波数「ｆＳ」でフレーム波形サンプルを取得するためにフレーム波形をサンプリングする。任意選択的に、ｆＳは、ｆＳ＞０．３５／ｔＴであるように決定される。実施形態において、ｔＴは約１０ｎｓ（ナノ秒）であってよく、ｆＳは有利には約３５０ＭＨｚ（メガヘルツ）より大きい。
【００２６】
実施形態において、ブロック３０５においてＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ドミナントビット電圧Ｖ（０）とレセッシブビット電圧Ｖ（１）との間の信号電圧遷移を識別するためにフレーム波形サンプルを処理する。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、受信フレーム波形においてドミナントまたはレセッシブ電圧がそれぞれレセッシブまたはドミナント電圧に変化する位置を特定することによって、遷移を識別してよい。ブロック３０７において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、本開示の実施形態に従って、識別された電圧遷移に関連する遷移時間中に取得された波形サンプルを処理し、ノードｊの伝達関数ｈｊ（ｔ）に対応する関数を決定し、これによってノードに関するライブラリフィンガプリントを決定する。ノードｊの伝達関数ｈｊ（ｔ）は、ノードｊに含まれるたとえばＣＡＮトランシーバなどの回路が、例としてノードによってＣＡＮフレームで伝送されるビット２０２のシーケンス２０１（図２Ａ）などのビットのデジタルシーケンスを、バス６１を介して伝送するためのフレーム波形における対応する差動電圧Ｖ（０）およびＶ（１）にどのように変換するかを表す。
【００２７】
時間ｔの関数ｘｊ（ｔ）が、対応するフレーム波形ｙｊ（ｔ）としてノードｊによって伝送されるビットのデジタルシーケンスを表すものとする。フレーム波形ｙｊ（ｔ）は、畳み込み
【数１】
2019521040.tif 000003
と書き表されてよく、識別された遷移の遷移時間中の「Ｋ」回のサンプリング時間のうち所与のサンプリング時間ｔｋにＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０によって取得されたｙｊ（ｔ）のサンプルは、式
【数２】
2019521040.tif 000004
によって定義され得る。実施形態において、ブロック３０７において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、任意選択的に離散サンプリング時間ｔｋにおけるｙｊ（ｔ）の導関数の値を決定するためにサンプルｙｊ（ｔｋ）を処理し、導関数のＫ個の値の離散時間シーケンス、
（ｄｙｊ（ｔ１）／ｄｔ，ｄｙｊ（ｔ２）／ｄｔ，・・・ｄｙｊ（ｔＫ−１）／ｄｔ）（０≦ｋ≦Ｋ−１）                                                                    （３）
を取得する。
【００２８】
時間ｔｋにおいて、ｙｊ（ｔ）の導関数は次のように書き表され得る。
【数３】
2019521040.tif 000005
遷移時間中、もしｘｊ（ｔ）が理想的なヘビサイドステップ関数θ（ｔ）を近似するのであれば、式（４）における導関数ｄｘ（ｔｋ−τ）／ｄｔは、ヘビサイド関数の導関数、すなわちデルタ関数を近似する。記号にすると、遷移時間は、レセッシブ電圧Ｖ（１）からドミナント電圧Ｖ（０）への電圧遷移に関連する立ち上がり時間であると仮定して、
ｄｘ（ｔｋ−τ）／ｄｔ〜ｄθ（ｔｋ）／ｄｔ＝δ（ｔｋ）                        （５）
である。したがって式（３）は、次のように書き換えられ得る。
【数４】
2019521040.tif 000006
ただし、もし遷移時間がドミナントビット０からレセッシブビット１への電圧遷移に関連するのであれば、遷移時間は立ち下がり時間であり、式（５）および（６）は、等号の右側の項の頭にマイナス記号が適用されることに留意する。
【００２９】
上記から、導関数ｄｙｊ（ｔｋ）／ｄｔは、時間ｔｋにおけるノードｊの伝達関数ｈｊ（ｔ）の近似値に対応し、これを求め得ることが予想される関数であると分かる。実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ノードｊに関するライブラリフィンガプリントを求めるために離散時間シーケンス（ｄｙｊ（ｔ０）／ｄｔ，ｄｙｊ（ｔ２）／ｄｔ，・・・ｄｙｊ（ｔＫ−１）／ｄｔ）を用いてよい。ｄｙｊ（ｔｋ）／ｄｔ≡ｈｊ（ｔｋ）を定義すると、離散時間シーケンスは、
（ｈｊ（ｔ０），ｈｊ（ｔ２），・・・ｈｊ（ｔＫ−１））                                （７）
と便利に書き表され得る。
【００３０】
実施形態において、ブロック３０９においてＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、
【数５】
2019521040.tif 000007
となるように、（ｈｊ（ｔ０），ｈｊ（ｔ２），・・・ｈｊ（ｔＫ−１））に関する離散フーリエ変換を決定してよい。ブロック３１１において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、
Ｈ´ｊ＝｛｜Ｈｊ（０）｜，｜Ｈｊ（１）｜，・・・｜Ｈｊ（Ｋ−１）｜｝            （９）
となるように、フーリエ振幅Ｈｊ（ｎ）の絶対値である成分を有するＫ次元実数ベクトル「Ｈ´ｊ」である、ノードｊに関する予備的ライブラリフィンガプリントを決定してよい。任意選択的に、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ノードｊが伝送する少なくとも１または複数のフレーム波形における立ち上がりおよびたち下がり時間の複数の例の各々について、ブロック３０１〜３１１において言及した手順に従って一時的ライブラリフィンガプリントを決定し、一時的ＣＡＮフィンガプリントの平均としてＨ´ｊを決定する。
【００３１】
任意選択的に、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、Ｊ個のノードの各々について予備的ライブラリフィンガプリントＨ´ｊを決定し、ブロック３１３においてＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は主成分分析を実行し、Ｈ´ｊのベクトル空間に広がるＫ個の直交固有ベクトルの基底セットを決定するために、Ｊ個の予備的ライブラリフィンガプリントの集合を処理する。ブロック３１５においてＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、予備的フィンガプリントＨ´ｊにおける分散の有利な部分を説明するために用いられ得る任意選択的に「Ｍ空間」と称されるＭ次元ベクトル空間に広がるようにＫ個の固有ベクトルのセットから、１≦ｍ≦Ｍ＜ＫであるＭ＜Ｋ個のユニットベクトルｖｍのサブセットを選択してよい。実施形態において、有利な部分は、分散の８０％を上回る。任意選択的に、有利な部分は、分散の９０％を上回る。
【００３２】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、Ｊ個のノードの各々についてＭ空間における単位長さに正規化されたライブラリフィンガプリントＨｊを決定し、この場合、ｊ番目のノードに関するライブラリフィンガプリントＨｊは、ノードに関する予備的ライブラリフィンガプリントＨ´ｊと基底ベクトルｖｍとのスカラー積に比例する成分を有する。ｊ番目のノードに関するライブラリフィンガプリントＨｊは、
Ｈｊ＝（〈Ｈ´ｊ，ｖ１〉，〈Ｈ´ｊ，ｖ２〉・・・〈Ｈ´ｊ，ｖＭ〉）                  （１０）
と書き表されてよく、式中、〈Ｈ´ｊ，ｖｍ〉は、ｍ番目の基底ベクトルｖｍとＨ´ｊとのスカラー積を表す。Ｌｊ（ｍ）＝〈Ｈ´ｊ，ｖｍ〉式（１０）を書き換え、ｊ番目のノードに関するライブラリフィンガプリントがＭタプルＬｊによって求められ得るとすると、
Ｌｊ＝（Ｌｊ（１），Ｌｊ（２），・・・Ｌｊ（Ｍ）                                （１１）
である。
【００３３】
上記説明において、フレーム波形を生成するノードは、波形のＩＤフィールド内で符号化されたデータから識別されるものとして説明されたが、ライブラリフィンガプリントのライブラリは、波形のＩＤフィールドに基づくノードと波形との関連付けがなくとも生成され得る。たとえば、基底ベクトルｖｍにおけるフィンガプリントは、任意のノードによる波形またはフィンガプリントのいずれかを識別することなく、複数の様々なノードからの複数のフレーム波形に関してＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０によって生成され得る。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、図３に示すアルゴリズム３００と同様のアルゴリズムに従ってフィンガプリントを生成してよい。フィンガプリントは、たとえば様々なｋ‐ｍｅａｎｓクラスタリングアルゴリズムのいずれか、およびライブラリフィンガプリントとして用いられるクラスタのセントロイドベクトルを用いてクラスタ化され得る。
【００３４】
ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、バス６１を介して伝搬する波形が、自身がライブラリフィンガプリントを有するノードによって生成されたフレーム波形であるか、およびそうである場合、どのノードが波形を生成したかを決定するために、ライブラリフィンガプリントＬｊを用いる。
【００３５】
ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０がバス６１から受信する伝搬波形がＰＷで表されるものとする。実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈは、ライブラリフィンガプリントＬｊが定義されるＭ空間内の成分ＦＰ（ｍ）を有する、波形に関する特徴ベクトルであるフィンガプリント「ＦＰＷ」を決定するために、波形を処理する。記号にすると、
ＦＰＷ＝（ＦＰ（１），ＦＰ（２），・・・ＦＰ（Ｍ）                          式（１２）
である。フィンガプリントＦＰＷは、波形ＰＷのサンプルを取得し、図３に示すプロセス３００に従ってライブラリフィンガプリントを生成するために波形のサンプルが処理される方法と同様にサンプルを処理することによって決定され得る。
【００３６】
ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、様々なアルゴリズムおよび基準のいずれかに従ってＦＰＷを処理し、伝搬波形ＰＷが、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０がライブラリフィンガプリントＬｊを有するノードによって生成されたものか、および／または、行っているアクションの理由となる異常波形であるか、および任意選択的にどのアクションを行うかを決定してよい。たとえば実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、各ライブラリフィンガプリントＬｊについてフィンガプリントＦＰＷに関するスカラー積〈ＦＰＷ，Ｌｊ〉を計算してよい。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形に関するスカラー積〈ＦＰＷ，Ｌｊ〉が、他のライブラリフィンガプリントのいずれかに関して計算されたスカラー積よりも大きい場合のみ、波形ＰＷが特定のノードｊによって生成されたフレーム波形であることを決定してよい。任意選択的に、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、特定のノードｊのスカラー積が所定の閾値を上回ることを要求してよい。任意選択的に、閾値は０．８に等しい。実施形態において、閾値は０．９に等しくてよい。閾値は、特定のノードｊによって生成されたフレーム波形に関して決定された分散に応じる所望の信頼水準に対応するように決定され得る。任意選択的に、信頼水準は約０．９以上である。実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、車内ネットワーク６０の正常で損なわれていない動作の下で、特定のノードｊが、ＦＰＷを生じさせるＣＡＮフレームを伝送し、スカラー積〈ＦＰＷ，Ｌｊ〉が、ネットワークの複数のノードに関して計算されたライブラリフィンガプリントとＦＰＷとの最大スカラー積のグループにある場合、所与のＦＰＷが異常ではないことを決定してよい。任意選択的にＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、どのライブラリベクトルＬｊをＦＰＷに関連付けるかを決定するためにサポートベクタマシン（ＳＶＭ）を用いてよい。
【００３７】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ノードｊによって生成された波形に関するフィンガプリントＦＰＷの多変量ガウス分布を仮定して、ＰＷがｊ番目のノードによって生成された確率を決定してよい。したがって、基底ベクトルｖｍは直交ベクトルであるため、ρ（ｊ）≡ρ（ＦＰＷ｜Ｌｊ）が、ＦＰＷがｊ番目のノードによって生成されたフレーム波形に対応する確率を表す場合、ρ（ＦＰＷ｜Ｌｊ）は、
【数６】
2019521040.tif 000008
であり、式中σｍは、ライブラリフィンガプリントＬｊの成分Ｌｊ（ｍ）に関する標準偏差である。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ρ（ＦＰＷ｜Ｌｊ）が所定の閾値ρ＊より大きく、確率ρ（ＦＰＷ｜Ｌｓ）より大きい場合のみ、波形ＰＷがノードｊによって生成されたことを決定してよく、ここで任意のｓはｊと等しくなく、すなわちρ（ＦＰＷ｜Ｌｊ）＝Ｍａｘ（ρ（ＦＰＷ｜Ｌｓ）｜∀ｓ：１＜ｓ＜Ｊかつρ（ＦＰＷ｜Ｌｊ）＞ρ＊）である。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が、ノードｊによって生成された本物のフレーム波形に対応すると決定するＦＰＷは、ＦＰＷｊと称され得る。
【００３８】
任意選択的に、波形フィンガプリントＦＰＷとの合致を調査する際、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ノードの順序付きリストに従ってノードが合致を検査されるように、調査を実行するためのノードの選択肢に優先順位付けしてよい。たとえばＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ノードが車内ネットワーク６０を介してフレーム波形を伝送する周波数の順に、ノードの合致を検査してよい。代替または追加として、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ネットワーク６０内の物理的および／または論理的位置に基づいて、ノードの合致を調査してよい。物理的にＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０に近いノードは、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈから遠いノードより先に合致を検査され得る。あるいは、車両３０の安全な動作に関して重要性の高いノードは、重要性の低いノードより先に検査され得る。
【００３９】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、たとえば図４に関して後述するメモリ２２１などのメモリに、ノードによって生成されたフレーム波形が波形フィンガプリントＦＰＷと合致した時からの各ノードｊに関する経過時間のログを取るように構成され得る。所与のノードに関する経過時間が閾値期間を上回った場合、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、所与のノードに応答させ、応答フレーム波形または複数の応答フレーム波形伝送させるＣＡＮフレームを所与のノードへ伝送するように構成され得る。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、所与のノードに関する「応答」フィンガプリントを決定するために１または複数の応答波形を処理してよい。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が所与のノードに関してたとえば後述するメモリ２２１などのメモリ内に有するライブラリフィンガプリントと応答フィンガプリントとを比較し、応答フィンガプリントおよびライブラリフィンガプリントの構成要素に、ライブラリフィンガプリントの構成要素のいずれかにおける傾向を示す差異があるかを決定してよい。差異がある場合、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ライブラリフィンガプリントを更新するためにその差異を用いてよい。
【００４０】
いくつかのノードに関して、それらが生成するフレーム波形は特徴がなく、車内ネットワーク６０を介して伝搬する他の波形と区別することが難しい場合がある。特徴のない波形を生成する所与のノードについて、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形の区別を容易にするために、自身が生成する波形をタグ付けするように所与のノードを構成するために、車内ネットワークのオペレーティングシステム、ネットワークおよび／またはネットワークの構成要素を更新することが許可されたエンティティと協働してよい。タグはたとえば、立ち上がり時間、立ち下がり時間、パルス幅の変更を備えてよく、および／またはノードが伝送するドミナント電圧のシーケンスの電圧パターンを、特定の電圧変化を用いて構成してよい。
【００４１】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形ＰＷが、上述したライブラリフィンガプリントＬｊに基づく制約に加えて侵入検出および防止制約を満たすことを要求するように構成され得る。たとえば、波形のフィンガプリントＦＰＷが特定のノードｊに波形を関連付けると思われることを決定した後、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形が異常ではなく、ノードｊの本物のフレーム波形であるかを決定するために、波形内で符号化されたデータを処理してよい。波形が異常ではない本物の波形であるかを決定するために、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、データを処理し、波形によって符号化されたＩＤがノードｊのＩＤであるか、データがノードｊによって正常に伝送されたデータであること、および／またはデータが、波形が伝送された時間における車両３０のコンテキストに適したデータであることを決定してよい。車両コンテキストは、車両の動作状態および／または車両が動作している環境を備えてよい。たとえば車両３０などの自動車両の動作状態は、例として、車両速度、タイヤ圧、周囲温度、車両負荷、および健康状態を備えてよい。車両が動作している環境は、例として、道路勾配および／またはトラクション、周囲温度および／または湿度、および／または季節を備えてよい。
【００４２】
上記説明において、たとえばフレーム波形内で符号化されたデータおよび車両コンテキストに基づく制約などの侵入および検出制約がライブラリフィンガプリント制約に付属するが、実施形態において、本開示の実施形態に係るＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈによってネットワークに適用されるライブラリフィンガプリント制約が、侵入および検出制約に付属してよい。たとえば、侵入検出および防止システム（ＩＤＰＳ）は、車内ネットワーク内で伝搬するフレーム波形に異常が存在することを認識し得るが、どの波形が異常であるかを区別することができない場合がある。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０と同様のＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈは、波形にライブラリフィンガプリント制約を実行することによって、どの波形が本物の波形であり、どの波形が異常かつマルウェアの可能性がある波形であるかを決定することができる。
【００４３】
ただし、車両３０に関して決定されたライブラリフィンガプリントＬｊおよび車内ネットワーク３０は、車両３０の動作の様々な条件下で、車両および車内ネットワークにおける変化に応答して変化することに留意する。たとえば、車内ネットワーク６０に接続されたノードが伝送する本物のフレーム波形は、車両３０が、移動中の車両部品の温度の変化の結果として車両が最初に始動した時間からの時間関数として変化してよい。実施形態においてＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ライブラリフィンガプリントＬｊを動的に更新することによってそのような変化を調整してよい。例として、たとえばアルゴリズム３００（図３）に従ってノードｊに関するライブラリフィンガプリントＬｊを最初に決定した後、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、Ｌｊを移動平均として計算することによってＬｊを動的に更新してよく、平均は、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０がフィンガプリントＦＰＷｊを生成し、ノードｊの本物の波形であることを決定した新たな波形ごとに更新される。あるいはＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、指数平滑法アルゴリズムを用いてＬｊを更新してよく、この場合、時間ｔにおけるライブラリフィンガプリントＬｊ（ｔ）および新たな波形フィンガプリントＦＰＷｊ（ｔ）が与えられると、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、次の式に従って時間（ｔ＋１）におけるライブラリフィンガプリントを動的に更新してよい。
Ｌｊ（ｔ＋１）＝（１−α）Ｌｊ（ｔ）＋αＦＰＷｊ（ｔ）                      （１４）
【００４４】
上述したようなライブラリフィンガプリントの更新は一般に、ライブラリフィンガプリントＬｊの構成要素における比較的段階的な変化に関して実行可能であり得るが、車両および／または車両の車内ネットワークは、以下「突然の」変化とも称される、比較的急な変化に晒され得る。突然の変化はたとえば、ノードの追加または車内ネットワークからの除去、異常低インピーダンスを有するネットワークにバスをロードするネットワークに接続されたＥＣＵまたはセンサの不具合、またはバスのＨＶワイヤまたはＬＶワイヤの物理的損傷によって生じ得る。突然の変化は、波形のリンギングを増幅および／または波形を特徴付ける立ち上がりまたは立ち下がり時間を変化させることによって、ネットワークに接続された少なくとも１つ、多くの場合は複数のノードによって生成されたフレーム波形を変化させることが予想され得る。
【００４５】
本開示の実施形態に係る、たとえばＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０などのＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈは、突然の変化を認識し、任意選択的に変化の発生をユーザに警告し、ライブラリフィンガプリントＬｊを再較正するように構成され得る。たとえば、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が受信する様々なノードによって生成された複数のフレーム波形が突然の波形変化を示すことを決定した場合、および／またはＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０がノードに関連付けることができない波形の数または周波数の増加があった場合、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、突然の変化が生じたことを決定してよい。応答して、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ライブラリフィンガプリントの新たなセットを生成し、任意選択的に、認識された変化およびＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０がライブラリフィンガプリントの新たなセットを生成するために行ったアクションをユーザに警告するために、アルゴリズム３００を実行してよい。
【００４６】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、車両３０の使用履歴における特定のイベントの発生時、ライブラリフィンガプリントの新たなライブラリの生成を開始してよい。たとえば、実施形態においてＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、車両エンジンの始動に応答して、一定の時間間隔で定期的に、車両が運転される度、および／またはノードが交換され、あるいは新たなノードが追加または車内ネットワーク６０から除去される度、ライブラリフィンガプリントＬｊのライブラリを更新してよい。ライブラリ更新を開始するために、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、車内ネットワークに接続された複数のノードの各々へ、ノードに応答させ、応答フレーム波形または複数の応答フレーム波形を伝送させるＣＡＮフレームを伝送してよい。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ライブラリを更新するノードに関する更新後のライブラリフィンガプリントを決定するために１または複数の波形を用いてよい。
【００４７】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が車内ネットワーク６０に接続されたノードと関連付けることができない、またはＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が他のように異常であると決定した波形を破壊または遮断するように構成され得る。実施形態において、波形を破壊および遮断するためにＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形内で符号化された少なくとも１つのパッシブＣＲＣビットと置き換えるために少なくとも１つのドミナントビットを伝送するように動作してよい。たとえばＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形を破壊および遮断するために、波形のＣＲＣフィールド内で符号化されたパッシブ１と置き換えるためにドミナント０を伝送してよい。他の例として、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、たとえばゲートウェイ８０などのゲートウェイに、波形および／または他の同様の波形がゲートウェイを通過することを防ぐように指示するＣＡＮフレームを伝送してよい。実施形態においてゲートウェイは、自身の所有するＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈを備えてよく、ゲートウェイは、ゲートウェイによって受信した波形が異常であることを決定した場合、波形がゲートウェイを通過することを自動的に阻止してよい。
【００４８】
図４は、図１Ａおよび図１Ｂに示すＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０の略ブロック図を示し、本開示の実施形態に係るＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０の細部およびＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈが備え得る構成要素を示す。
【００４９】
ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は任意選択的に、ＣＡＮバスのＨＶワイヤおよびＬＶワイヤにＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０を接続するように構成された少なくとも１つのポートを備える。図４において、図１Ｂと同様、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、バス６１のＨＶおよびＬＶワイヤ８１および８２に接続された１つのポート４０１を任意選択的に有するものとして示される。ポート４０１は、バス６１において伝搬するアナログフレーム波形を受信し、受信した波形をＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０に入力し、任意選択的に、バス６１において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０によって生成され得るアナログフレーム波形を出力するように動作可能である。ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は任意選択的に、トランシーバ４０３、ＣＡＮコントローラ４０５、プロセッサ４０７、メモリ２２１およびメモリ２２２、ならびに無線通信インタフェース４３０を備える。
【００５０】
トランシーバ４０３は、ポート４０１から受信するアナログ差動電圧フレーム波形をサンプリングし、アナログからデジタル（ＡＤＣ）形式へサンプルを変換し、デジタルサンプルをデジタル差動電圧フレーム波形としてコントローラ４０５へ転送するように動作する。トランシーバ４０３は、波形の立ち上がりおよび立ち下がり時間を決定するために十分な動作サンプリングレートで波形をサンプリングし、遷移時間領域における時間に対して波形を微分するように構成される。トランシーバ４０３の動作サンプリングレートは、有利には約３５ＭＨｚより大きく、一般に、高速バス６１で伝送される１ＭＨｚ信号をサンプリングするために従来用いられ得る約２ＭＨｚのサンプリングレートを実質的に上回る。トランシーバは任意選択的に、コントローラ４０５からデジタル形式でＣＡＮフレーム波形を受信し、ＣＡＮ差動電圧波形としてポート４０１を介してバス６１で伝送するためにデジタル形式からアナログ形式へ変換（ＤＡＣ）するようにも構成される。コントローラ４０５は任意選択的に、エンコーダおよびデコーダであるＣＯＤＥＣとして動作するように構成される。コントローラは、トランシーバ４０３から受信するデジタル差動電圧フレーム波形をＣＡＮフレームビットストリームに復号し、ビットストリーム、およびビットストリームを生成するためにコントローラが復号したデジタル差動電圧フレーム波形をプロセッサ４０７へ転送するように動作してよい。またコントローラは、プロセッサ４０７から受信するＣＡＮビットおよび／またはＣＡＮフレームビットストリームを、ビットおよび／またはビットストリームを表すデジタル波形に符号化し、アナログ差動電圧波形への変換およびポート４０１を介したバス６１での伝送のためにデジタル波形をトランシーバ４０３へ伝送してよい。
【００５１】
実施形態において、プロセッサ４０７は任意選択的に、プロセッサが提供し得る機能をサポートするためにプロセッサがそれぞれの命令を実行することによって制御し得る様々なモジュールを構成する実行可能命令を備える。実施形態において、モジュールは、パーサ４０８、検出器４０９、微分器４１０、フィンガプリンタ４１１、比較器４１２、および認証器４１３を備えてよい。ＣＡＮコントローラ４０５からのＣＡＮフレームビットストリームおよびデジタル差動電圧フレーム波形を受信すると、プロセッサ４０７は、ＣＡＮフレームビットストリーム内の様々なフィールドおよびデジタル差動電圧フレーム波形の対応する部分を画定するようにパーサ４０８を制御してよい。プロセッサ４０７はその後、パーサ４０８によって画定されたフィールドの選択肢から所望の波形領域を特定するために、検出器４０９において命令を実行してよい。実施形態において、プロセッサは、ＩＤフィールド以外の波形フィールドにおけるデジタル差動電圧フレーム波形の部分におけるドミナントビット電圧とレセッシブビット電圧との間の電圧遷移を特定するように検出器４０９を制御する。任意選択的にプロセッサ４０７は、波形のデータフィールドにおける電圧遷移を識別するように検出器４０９を制御する。任意選択的にプロセッサ４０７はその後、波形の導関数の離散シーケンスを生成するために遷移領域におけるデジタル差動電圧フレーム波形を微分するように微分器４１０を制御する。プロセッサはその後、任意選択的にアルゴリズム３００（図３）に従って、シーケンスのフーリエ変換および任意選択的にライブラリフィンガプリントＬｊ、またはフーリエ変換に基づくＦＰＷフィンガプリント、および／またはフーリエ変換の関数を生成するようにフィンガプリンタ４１１を制御してよい。
【００５２】
ただし、上記説明において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、電圧遷移領域における波形の導関数のフーリエ変換に基づいてライブラリＬｊおよびＦＰＷフィンガプリントを生成するが、本開示の実施形態の実行は、フーリエ変換または波形の導関数のフーリエ変換に限定されないことに留意する。たとえば、本開示の実施形態に係る波形のフィンガプリントは、波形全体、波形のフィールド全体を符号化する波形領域、および／または実質的に遷移領域に限定されない波形部分のフーリエ変換に基づいてよい。また本開示の実施形態に係る波形のフィンガプリントは、フーリエ変換以外の積分変換に基づいてもよい。本開示のある実施形態に係るフィンガプリントは、ラプラス変換によって求められるフレーム波形のモーメント、または波形のウェーブレット変換に基づいてよい。
【００５３】
本開示の実施形態に係るライブラリフィンガプリントＬｊは、積分変換へのリソースなしで生成されてもよい。たとえば、ノードｊによって生成された波形に関するライブラリフィンガプリントＬｊは、波形の物理的特徴に直接基づく特徴ベクトルを備えてよい。ライブラリフィンガプリントの成分はたとえば、立ち上がり時間、立ち下がり時間、パルスリンギング、パルス幅、およびパルス形状などの物理的特徴に関する値、ジッタ、他のノードのクロックに対するクロック変動、および／またはＰＣＡによって生成された直交ユニットベクトルの適切な基底セットにおける特徴の投影値を備えてよい。
【００５４】
プロセッサ４０７によって生成されたフィンガプリントがフィンガプリントＬｊである場合、プロセッサ４０７は、メモリ４２１に格納されたフィンガプリントライブラリにフィンガプリントを格納してよい。フィンガプリントがＦＰＷである場合、フィンガプリントプロセッサ４０７は、メモリ２１に格納されたライブラリフィンガプリントＬｊとＦＰＷとを比較し、ＦＰＷとＬｊとを合致させることによって、デジタル差動電圧フレーム波形が導出されたフレーム波形を生成したノードを識別するように、比較器４１２を制御してよい。比較器は、たとえばスカラー積〈ＦＰＷ，Ｌｊ〉または多変量確率ρ（ＦＰＷ｜Ｌｊ）を用いて上述したようにＦＰＷとＬｊとを合致させてよい。
【００５５】
プロセッサ４０７が、フレーム波形を生成したノードを識別することに成功した場合、プロセッサは、デジタル波形を調べ、その波形が識別されたノードの本物の波形であるかを決定するように、認証器４１３を制御してよい。認証器４１３は、波形が、たとえば上述した制約など追加の制約を満たすかを決定することによって波形を調べてよい。任意選択的に、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、認証器が波形を認証するためにアクセスし得る規則および／またはデータを格納しているメモリ４２２を備える。
【００５６】
実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が、ＦＰＷが異常フレーム波形に対応することを決定した場合、プロセッサ４０７は、上述したように、ドミナントＣＡＮビットを生成し、フレーム波形を中断するためにバス６１においてポート４０１を介してドミナントビットを伝送するようにＣＡＮコントローラ４０５およびトランシーバ４０３を制御してよい。あるいは適当な場合、上述したように、ゲートウェイに、波形がゲートウェイを通過することを防止させる。実施形態において、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、「無視」ＣＡＮフレームおよび対応する無視フレーム波形のリストを有してよく、異常であると決定された波形が無視リストにあるかを確認するように構成され得る。波形が無視リストにある場合、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、波形を無視し、任意選択的にメモリに無視波形の発生のログを取ることを除き、任意選択的にアクションを引き受けない。無視波形は例として、一般に、車内ネットワーク６０に結合されたオンボード診断（ＯＢＤ）ポートを介して車両３０の運転中に伝送された診断ＣＡＮフレームに対応する波形であってよい。
【００５７】
任意選択的に、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、異常フレーム波形および／または波形のＣＡＮフレームをメモリ２２１または２２２に格納し、フレーム波形、そのＣＡＮフレーム、および／または警告を車内ネットワーク６０外のネットワークへ伝送してよい。外部ネットワークはたとえば、車両３０の自動車製造業者または許可された適切な自動車メンテナンス企業のクラウドベースネットワークであってよい。
【００５８】
ただし、プロセッサ４０７およびその構成要素のいずれか１つまたは複数の組み合わせは、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０がＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈの動作をサポートするために必要とし得る機能を提供し有効にするために、任意の電子および／または光処理および／または制御回路を備えてよいことに留意する。例として、プロセッサ４０７は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルアレイ（ＦＰＧＡ）、および／またはシステムオンチップ（ＳＯＣ）のいずれか１つ、または複数の任意の組み合わせを備えてよい。メモリ２２１および２２２は、データおよび／またはコンピュータ実行可能命令を格納するために適した任意の電子および／または光回路を備えてよく、例として、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、および／または消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）のいずれか１つ、または複数の任意の組み合わせを備えてよい。２つのメモリを有するＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が示されるが、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０が必要とし得るメモリ機能は、単一メモリまたは２より多い数のメモリによって提供されてもよい。
【００５９】
更に、図１Ａ、図１Ｂ、および図４のＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０は、ハードウェアエンティティであるように示される個別のエンティティとして模式的に示されるが、本開示の実施形態に係るＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈは、車内通信ネットワーク６０のノードに含まれる１または複数のソフトウェアコンポーネントによって定義された「仮想化ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ」であってよいことを留意する。たとえばゲートウェイ８０は、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０によって提供され得る本開示の実施形態に係るＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ機能を提供するＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈを定義するソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、またはコンピュータ実行可能命令およびデータを備えてよい。あるいはエンジン制御ＥＣＵ６２（図１Ｂ）は、ＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ４０によって提供され得る本開示の実施形態に係るＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈ機能を提供するコンピュータ実行可能命令およびデータを備えてよい。またＮＥＴ−Ｓｌｅｕｔｈは、ノードのＣＡＮコントローラとＣＡＮトランシーバとの間に、車内通信ネットワーク６０のたとえばゲートウェイ８０などのゲートウェイまたはたとえばテレマティクスユニット７８などのノードのハードウェアにハードウェアコンポーネントとして統合されてもよい。
【００６０】
このように、本開示の実施形態に従って、車内通信ネットワーク内の複数のノードのうち、ネットワーク内で伝搬する波形を伝送したノードを識別する方法が提供され、方法は、車内ネットワークに含まれる複数のＪ個のノードによってネットワークを介して伝送されたビットストリームを表す複数のアナログ電圧波形を受信することと、波形に関するサンプルの離散時間シーケンスを生成するために、アナログ電圧波形の各々をサンプリングすることと、サンプルシーケンスの関数の離散変換シーケンスを生成するために積分変換に従って各時間シーケンスを処理することであって、変換シーケンスは、それぞれの振幅を乗算された関数のシーケンスを備えることと、振幅に基づく成分を有するベクトル空間内の特徴ベクトルを備える、各ノードに関する固有ライブラリフィンガプリントを備えるフィンガプリントのライブラリを提供することと、ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、ライブラリベクトルと同じベクトル空間内の特徴ベクトルを備える、伝搬波形に関するフィンガプリントを決定することと、どのノードが波形を伝送したかを決定するために、伝搬電圧波形に関するフィンガプリントとライブラリフィンガプリントとを比較することとを備える。
【００６１】
任意選択的に、ノードに関するライブラリフィンガプリントを提供することは、各ノードについて、ノードに固有であり、変換シーケンスの振幅に基づく成分を有する第１の特徴ベクトルを決定することを備える。任意選択的に、振幅に基づく成分は、振幅の絶対値である。追加または代替として、方法は、直交単位ベクトルの基底セットを提供するために、ノードに関する第１の特徴ベクトルを処理することを備える。任意選択的に、ノードに関する固有ライブラリフィンガプリントを提供することは、単位ベクトルの基底セットによって広がるベクトル空間内のベクトルとして第１の特徴ベクトルを表す第２の特徴ベクトルを決定することを備える。
【００６２】
本開示の実施形態において、サンプルシーケンスの関数の離散変換シーケンスを生成するためにサンプルの各時間シーケンスを処理することは、サンプルシーケンスに基づいてアナログ波形の導関数の離散時間シーケンスを生成することを備える。任意選択的に、導関数のシーケンスを生成することは、ビットストリーム内の様々なビットを表す電圧間の電圧遷移を示す波形領域内のサンプルシーケンスに基づいて、波形に関する導関数を決定することを備える。サンプリングは任意選択的に、電圧遷移に関する電圧立ち上がり時間および／または立ち下がり時間を決定するために十分なサンプリングレートでサンプリングすることを備える。
【００６３】
本開示の実施形態において、フィンガプリントのライブラリを提供することは、特徴ベクトルのクラスタを提供するために振幅に基づく成分を有する特徴ベクトルをクラスタ化し、クラスタのセントロイドを決定することを備える。任意選択的に、フィンガプリントを比較することは、伝搬アナログ波形に関して決定されたフィンガプリントとライブラリフィンガプリントとのスカラー積を決定することを備える。方法は、スカラー積に応じる波形を伝送したノードを決定することを備えてよい。
【００６４】
本開示の実施形態において、フィンガプリントを比較することは、伝搬アナログ波形に関して決定されたフィンガプリントおよびライブラリフィンガプリントに関する多変量ガウス確率を決定することを備える。方法は、多変量確率に応じる波形を伝送したノードを決定することを備えてよい。
【００６５】
本開示の実施形態において、積分変換は、フーリエ変換、ラプラス変換、およびウェーブレット変換から成る変換のグループから選択される変換を備える。本開示の実施形態において、アナログ電圧波形は差動電圧波形である。本開示の実施形態において、車内通信ネットワークはコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）である。
【００６６】
本開示の実施形態に従って、複数のノードを備える車内通信ネットワークを介して伝送されたアナログ波形が異常であるかを決定するための方法が更に提供され、方法は、ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、波形を伝送したノードを識別するために、本開示の方法に従って前記波形を処理することと、波形が符号化するデータが、識別されたノードが通信ネットワークの正常な動作の下で伝送するデータと一致するかを決定するために、波形を処理することと、データが一致しない場合、波形が異常であると決定することとを備える。方法は、波形が異常であると決定された場合、波形を遮断することを備えてよい。任意選択的に、車内通信ネットワークはＣＡＮネットワークであり、波形を遮断することは、ネットワークのバスにおいてドミナントビットを伝送することを備える。追加または代替として、車内ネットワークはゲートウェイを備え、波形を遮断することは、波形がゲートウェイを通過することを防ぐことを備える。任意選択的に、波形に含まれるデータは、ＣＡＮ  ＩＤデータを備える。
【００６７】
本出願の明細書本文および特許請求の範囲において、「備える」、「含む」、および「有する」という動詞およびそれらの活用形は、その動詞の目的語または複数の目的語が、必ずしもその動詞の主語または複数の主語の構成要素、要素、または部品のリスト全てではないことを示すために用いられる。
【００６８】
本出願における本発明の実施形態の説明は例として提供されたものであり、本発明の範囲を限定することは意図されない。説明された実施形態は様々な特徴を備えるが、その全てが本発明の全ての実施形態に必要なわけではない。いくつかの実施形態は、特徴のいくつかまたは特徴の可能な組み合わせのみを利用する。説明された本発明の実施形態、および説明された実施形態に記載された特徴の様々な組み合わせを備える本発明の実施形態の変形例が当業者には想起される。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
2019521040.tif 000009
【図１Ｂ】
2019521040.tif 000010
【図２】
2019521040.tif 000011
【図３】
2019521040.tif 000012
【図４】
2019521040.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月12日(2018.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内通信ネットワーク内の複数のノードのうち、前記ネットワーク内で伝搬する波形を伝送したノードを識別する方法であって、
車内ネットワークに含まれる複数のＪ個のノードによって前記ネットワークを介して伝送されたビットストリームを表す複数のアナログ電圧波形を受信することと、
前記波形に関するサンプルの離散時間シーケンスを生成するために、前記アナログ電圧波形の各々をサンプリングすることであって、サンプルから、前記ビットストリーム内の様々なビットを表す電圧間の電圧遷移を示す前記アナログ電圧波形の領域が識別され得る、前記アナログ電圧波形の各々をサンプリングすることと、
前記遷移に対応する前記アナログ電圧波形の複数の前記領域を前記サンプルから識別することと、
前記識別された領域の各々について、前記領域における前記アナログ電圧信号の導関数を生成するために、前記領域を識別するために用いられたサンプルを処理することと、
前記導関数のシーケンスの離散変換を生成するために積分変換に従って前記導関数のシーケンスを処理することであって、前記変換は、それぞれの振幅を乗算された関数のシーケンスを備える、前記導関数のシーケンスを処理することと、
前記振幅に基づく成分を有するベクトル空間内の特徴ベクトルを備える、各ノードに関する固有ライブラリフィンガプリントを備えるフィンガプリントのライブラリを提供することと、
前記ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、
前記ライブラリベクトルと同じベクトル空間内の特徴ベクトルを備える、前記伝搬波形に関するフィンガプリントを決定することと、
どのノードが前記波形を伝送したかを決定するために、前記伝搬電圧波形に関する前記フィンガプリントとライブラリフィンガプリントとを比較することと
を備える方法。
【請求項２】
ノードに関するライブラリフィンガプリントを提供することは、各ノードについて、前記ノードに固有であり、前記変換シーケンスの前記振幅に基づく成分を有する第１の特徴ベクトルを決定することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記振幅に基づく前記成分は、前記振幅の絶対値である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
直交単位ベクトルの基底セットを提供するために、前記ノードに関する前記第１の特徴ベクトルを処理することを備える、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ノードに関する前記固有ライブラリフィンガプリントを提供することは、前記単位ベクトルの基底セットによって広がるベクトル空間内のベクトルとして前記第１の特徴ベクトルを表す第２の特徴ベクトルを決定することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
サンプリングは、前記ビットストリーム内の様々なビット間の遷移に対応する前記識別された領域における前記アナログ電圧波形の前記電圧に関する立ち上がり時間および／または立ち下がり時間を決定するために十分なサンプリングレートでサンプリングすることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
フィンガプリントのライブラリを提供することは、前記特徴ベクトルのクラスタを提供するために前記振幅に基づく成分を有する特徴ベクトルをクラスタ化し、前記クラスタのセントロイドを決定することを備える、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
フィンガプリントを比較することは、前記伝搬アナログ波形に関して決定された前記フィンガプリントとライブラリフィンガプリントとのスカラー積を決定することを備える、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記スカラー積に応じる波形を伝送したノードを決定することを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
フィンガプリントを比較することは、前記伝搬アナログ波形に関して決定された前記フィンガプリントおよびライブラリフィンガプリントに関する多変量ガウス確率を決定することを備える、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記多変量確率に応じる波形を伝送したノードを決定することを備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記積分変換は、フーリエ変換、ラプラス変換、およびウェーブレット変換から成る変換のグループから選択される変換を備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記車内通信ネットワークはコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）である、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
複数のノードを備える車内通信ネットワークを介して伝送されたアナログ波形が異常であるかを決定するための方法であって、
前記ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、
前記波形を伝送したノードを識別するために、請求項１〜１３のいずれかに従って前記波形を処理することと、
前記波形が符号化するデータが、前記通信ネットワークの正常な動作の下で前記識別されたノードが伝送するデータと一致するかを決定するために、前記波形を処理することと、
前記データが一致しない場合、前記波形が異常であると決定することと
を備える方法。
【請求項１５】
前記波形が異常であると決定された場合、前記波形を遮断することを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記車内通信ネットワークはＣＡＮネットワークであり、前記波形を遮断することは、前記ネットワークのバスにおいてドミナントビットを伝送することを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記車内ネットワークはゲートウェイを備え、前記波形を遮断することは、前記波形が前記ゲートウェイを通過することを防ぐことを備える、請求項１５または請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
車内通信ネットワーク内の複数のノードのうち、前記ネットワーク内で伝搬する波形を伝送したノードを識別する方法であって、
車内ネットワークに含まれる複数のＪ個のノードの各々について前記ネットワークを介して伝送されたビットストリームを表す複数のアナログ電圧波形を受信することと、
複数の成分を有する特徴ベクトルを備える前記ノードに固有のフィンガプリントを決定するために各ノードについて前記複数の電圧波形を処理することであって、各成分は、様々な時間における前記ノードの伝達関数の値と実質的に等しい値を有する、前記複数の電圧波形を処理することと、
前記ノードの各々について決定された前記フィンガプリントを備えるフィンガプリントのライブラリを提供することと、
前記ネットワークを介して伝搬するアナログ電圧波形を受信することと、
前記伝搬波形に関するフィンガプリントを決定することと、
どのノードが前記波形を伝送したかを決定するために、前記伝搬電圧波形に関する前記フィンガプリントとライブラリフィンガプリントとを比較することと
を備える方法。
【国際調査報告】
2019521040.tif 000014
2019521040.tif 000015