머신러닝 기반 CAN 버스 이상 탐지: 스푸핑 및 재생(Replay) 공격 실시간 차단 아키텍처

물리적 CAN 및 CAN-FD 통신망은 1980년대에 설계되어 보안 체계가 전혀 존재하지 않습니다. 수치적 ID 우선순위에 따라 버스가 독점되며, 모든 연결 노드가 임의의 메시지를 브로드캐스팅할 수 있습니다. 5G 통신 모듈이 탑재되면서 텔레매틱스 제어기를 경유한 섀시 버스 침투 위험이 크게 증가했습니다. 본 문서에서는 프레임당 50마이크로초 이내에 실시간 침입을 판별하는 초고속 임베디드 머신러닝 이상 탐지 파이프라인을 제시합니다.

마이크로초 단위 패킷 수신 간격 기반 특징 엔지니어링 및 경량 모델 배포

원시 CAN 페이로드는 비트 단위로 압축되어 있어 머신러닝 모델이 직접 학습하기에 적합하지 않습니다. 침입 탐지에 있어 가장 결정적인 특징은 하드웨어 수신 타임스탬프 차이(`Delta_t = t_n - t_{n-1}`)입니다. 각 CAN ID별로 16개의 슬라이딩 윈도우를 유지하면 원래 정상 ECU에 탑재된 수정 발진기(Quartz Oscillator) 고유의 미세한 클록 드리프트 물리적 지문을 정확히 포착할 수 있습니다. 해커가 외부 칩을 통해 패킷을 무단 주입하는 순간 이 물리적 시계 지문이 왜곡되므로, 경량 머신러닝 분류기가 이를 즉각 식별해냅니다.

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