DoIP 诊断接口下的暗流涌动：如何拦截针对车载以太网的拒绝服务攻击

车载以太网（Automotive Ethernet）的普及极大地提高了车辆内部数据传输的速率和诊断效率。其中，DoIP（Diagnostic over IP）作为基于TCP/IP协议栈的诊断标准，取代了传统的CAN诊断模式，成为了现代车辆诊断的基石。然而，任何基于IP的网络服务都面临拒绝服务（DoS）攻击的风险，DoIP也不例外。针对DoIP端口的泛洪攻击可能导致车辆诊断系统瘫痪，甚至影响关键ECU的通信。

本文将聚焦如何通过实时流量监控和速率限制，快速发现并缓解针对DoIP接口（默认TCP/UDP 13400）的泛洪攻击。

一、 DoIP DoS攻击的基本原理

一个典型的DoIP DoS攻击通常是针对DoIP连接建立端口（TCP 13400）进行大量的SYN洪水或数据包洪水。由于ECU资源有限，高频次的连接请求或数据处理会迅速耗尽其缓冲区和处理能力，导致正常的诊断请求无法被响应。

二、 关键防御策略：实时速率监测

由于我们无法完全阻止外部设备物理连接到车辆的诊断接口，因此最有效的防御手段是在车载网关（Gateway ECU）或专用安全模块中实现实时的流量速率限制和异常检测。

我们使用Python的scapy库来模拟一个简单的网络入侵检测系统（NIDS），用于实时监控DoIP流量，并在数据包速率超过预设阈值时发出警报，从而指导后续的ACL（访问控制列表）或防火墙规则部署。

步骤 1: 安装依赖

确保您的环境安装了scapy库：

pip install scapy

步骤 2: DoIP DoS 流量检测脚本

以下Python脚本将持续监听TCP 13400端口的流量。它维护一个数据包计数器，每秒检查一次是否有源IP地址发送的数据包数量超出了预设的DoS阈值。

# doip_dos_detector.py

from scapy.all import sniff, TCP, IP
from collections import defaultdict
import time
import threading

DOIP_PORT = 13400
# 定义DoS阈值：每秒超过50个数据包即视为异常
RATE_LIMIT_THRESHOLD = 50 

packet_count = defaultdict(int)
lock = threading.Lock()

def reset_counter():
    """每秒重置并检查计数器"""
    global packet_count
    while True:
        time.sleep(1)

        with lock:
            # 检查是否有IP超过阈值
            for ip, count in list(packet_count.items()):
                if count > RATE_LIMIT_THRESHOLD:
                    print(f"[!!! DOS ALERT !!!] Source IP {ip} exceeded rate limit: {count} pkts/s")
                    # 实际部署中，此处应触发防火墙规则或向SOC发送警报

            # 清除计数器，开始下一秒的统计
            packet_count.clear()

def analyze_doip_packet(pkt):
    """分析嗅探到的数据包"""
    # 确保是IP数据包且包含TCP层
    if IP in pkt and TCP in pkt:
        # 检查是否是DoIP目标端口
        if pkt[TCP].dport == DOIP_PORT:
            src_ip = pkt[IP].src
            with lock:
                packet_count[src_ip] += 1

# 启动计时器线程
counter_thread = threading.Thread(target=reset_counter, daemon=True)
counter_thread.start()

print(f"[INFO] Starting DoIP traffic monitoring on TCP {DOIP_PORT}...")
# 监听所有流向DoIP端口的TCP流量
sniff(filter=f"tcp dst port {DOIP_PORT}", prn=analyze_doip_packet, store=0)

步骤 3: 实施缓解措施

一旦上述监控脚本发出警报，表明某个源IP正在进行泛洪攻击，车载网关应立即执行以下操作：

1. 动态ACL更新： 将该恶意源IP地址添加到防火墙的拒绝列表中，阻止其继续访问13400端口。
2. 流量整形： 对所有来自未知或外部网络的DoIP流量进行严格的带宽限制。
3. 连接状态追踪： 对于TCP流量，确保只允许经过完整三次握手的有效连接，并对半开连接（SYN-ACK未完成）设置严格的超时和数量限制，以防御SYN Flood。

通过结合实时监测和动态速率限制，可以有效地保护车载以太网的DoIP诊断接口免受拒绝服务攻击的威胁，确保车辆关键诊断功能的可用性和稳定性。