ISO 14229标准讲解：$27 SecurityAccess

本篇文章主要介绍在ISO 14229-1标准中定义的UDS服务——$27 SecurityAccess，其为Tester提供了一种安全访问ECU的方法。

1 服务介绍

在通常情况下，车企出于安全考虑，会对一些涉及安全风险或保密数据的诊断服务加以限制，例如向ECU下载数据、从ECU上传数据、读取特定隐私数据等。若这些涉及安全因素的诊断服务被非法Tester直接在ECU中执行，则可能会损坏ECU和车辆，危害车辆安全或排放标准。

为了应对上述情况，$27 SecurityAccess服务为ECU提供了一种基于“种子——密钥”的安全访问机制，用于验证Tester的合法性。该安全访问机制的典型诊断流程如下所示：

1. Tester向ECU请求seed
2. ECU响应seed
3. Tester向ECU发送key（基于收到的seed和特定的安全算法得出）
4. ECU响应key有效/无效

只有ECU响应key有效（解锁自身），Tester才能正常使用那些因安全原因而受到限制的诊断服务。

关键点：

1. 子功能参数requestSeed值应始终为奇数，且同一安全级别的相应的子功能参数sendKey值应等于requestSeed+1
2. 在任何时刻，ECU中应只有一个安全级别处于活动状态。例如，当requestSeed = 0x03相关联的安全级别处于活动状态时，Tester又成功解锁了requestSeed = 0x01相关联的安全级别，则此时只有0x01安全级别支持的安全诊断服务功能才会解锁，先前与0x03安全级别有关的所有安全诊断服务功能将不在处于活动状态。（安全级别与受限制的诊断服务关系由主机厂定义）
3. Tester首先通过$27服务的requestSeed参数请求ECU解锁，ECU通过requestSeed的肯定响应消息回复seed给Tester，然后Tester利用收到的seed和特定的安全访问算法计算key，并利用$27服务的sendKey参数发送key给ECU。ECU会将收到的key和内部存储或计算的key进行比较，若两个key匹配，则ECU对该安全级别下的安全诊断服务功能或安全数据访问解锁，并通过sendKey的肯定响应消息表明；若两个key不匹配，则将被视为错误的安全访问尝试，再一次进行安全访问尝试需要重新请求seed。
4. 当ECU收到带requestSeed参数的请求消息时，若其对应的安全级别已经解锁，则ECU应通过requestSeed的肯定响应消息发送全0的seed给Tester，而对于处于锁定状态的安全级别，ECU绝不应该发送全零的种子。Tester可以通过此方法来检查ECU特定的安全级别是否被锁定。
5. 当ECU上电后，或安全访问失败次数超过上限后，应激活主机厂规定的安全访问重试延时计时器。当ECU安全访问通过后，应关闭此安全访问重试延时计时器。
6. 安全访问解锁不应妨碍正常的车辆通信或其他诊断通信。
7. ECU在收到受限制的安全诊断服务请求而对应的安全级别未解锁时，应该发送否定响应。
8. 某些诊断服务可能要求在一个特定的诊断会话进行安全访问解锁，这种情况下，应执行以下的诊断服务序列：
   1. 执行$10 DiagnosticSessionControl服务
   2. 执行$27 SecurityAccess服务
   3. 执行解锁的安全级别对应的诊断服务

2 服务数据格式

2.1 请求数据格式

以下是$27服务的请求数据格式：

2.1.1 securityAccessType

securityAccessType是$27服务的sub-function参数，用于指示ECU当前正在进行安全访问的步骤和安全级别。不同的安全级别由requestSeed值标识，该值和sendKey值具有固定关系。例如：

• requestSeed=0x03标识requestSeed=0x03和sendKey=0x04之间的固定关系
• requestSeed=0x01标识requestSeed=0x01和sendKey=0x02之间的固定关系

其具体定义如下表所示：

2.1.2 securityAccessDataRecord

可选参数，用于在请求种子信息时向ECU发送数据，一般情况下不会使用。

2.1.3 securityKey

sendKey请求消息中的securityKey参数值是由ECU响应的securitySeed与特定的安全访问算法计算生成。

2.2 肯定响应数据格式

以下是$27服务的肯定响应数据格式：

• a：该参数只有当securityAccessType = requestSeed时，才会出现在ECU的响应消息中

2.2.1 securityAccessType

securityAccessType是对应$27服务请求报文中的securityAccessType参数回显。

2.2.2 securitySeed

securitySeed参数是ECU响应的种子数据值，用于Tester计算安全访问所需的密钥key。

2.3 否定响应数据格式

以下是$27服务的否定响应数据格式：

supportedNRC的可选值如下表所示：

3 服务通信示例

3.1 安全访问ECU

本例展示了当ECU处于锁定状态时，Tester通过$27服务安全访问ECU的流程，其中，存在以下条件：

• sub-function bit7: SPR = 0
• sub-function requestSeed = 0x01
• sub-function sendKey= 0x02
• securitySeed = 0x3657
• securityKey = 0xC9A9

3.1.1 请求报文（requestSeed）

3.1.2 肯定响应报文（requestSeed）

3.1.3 请求报文（sendKey）

3.1.4 肯定响应报文（sendKey）

3.2 确认ECU安全访问状态

本例展示了当ECU处于解锁状态时，Tester通过$27服务确认ECU已处于安全访问状态的流程，其中，存在以下条件：

• sub-function bit7: SPR = 0
• sub-function requestSeed = 0x01

3.2.1 请求报文（requestSeed）

3.2.2 肯定响应报文（requestSeed）