CAN-Bus (Controller Area Network)

Was ist CAN?

CAN ist ein Multi-Master-Broadcast-Bus. Jeder Frame trägt einen Identifier, einen Data Length Code (DLC), bei klassischem CAN bis zu 8 Datenbytes, einen 15-Bit-CRC und einen Acknowledge-Slot. Der Identifier benennt den Inhalt und legt die Priorität fest, nicht den Absender: Fangen zwei Knoten gleichzeitig an, gewinnt der mit dem niedrigeren Identifier die Arbitrierung, weil ein dominantes 0-Bit ein rezessives 1-Bit überschreibt.

In candump-Notation sieht ein UDS-Request an ein Motorsteuergerät so aus: 7E0#0322F19055555555, also Identifier 0x7E0 und acht Bytes, davon ist 03 22 F1 90 der ISO-TP-Single-Frame mit ReadDataByIdentifier für die VIN.

Wo ist es definiert?

ISO 11898-1 definiert die Sicherungsschicht und die physikalische Signalisierung, also Frame-Formate, Arbitrierung, Bit-Timing und Fault Confinement; ISO 11898-2 definiert die High-Speed-Bitübertragungsschicht. Die aktuelle ISO 11898-1:2015 deckt auch CAN FD ab. Diagnose auf CAN nutzt ISO 15765-2 (ISO-TP) als Transport und ISO 14229 (UDS) als Anwendungsschicht.

Was es in der Praxis bedeutet

Wer am Bus hängt, kann alles senden. Ein Gerät am OBD-Port, eine kompromittierte Telematikeinheit oder ein Tester am Prüfstand kann Frames mit jedem Identifier senden, und die Empfänger können nicht erkennen, von wem sie kommen. Dazu kommt Fault Confinement: Ein Knoten, der zu viele Sendefehler sieht, geht in den Zustand Error Passive und schließlich Bus-Off, und das kann ein Angreifer gezielt auslösen, um einen Knoten stummzuschalten.

Am Prüfstand zeigt sich das so: Steuergeräte reagieren auf jeden Frame mit dem richtigen Identifier, Diagnose-Identifier antworten aus jedem Bussegment, weil das Gateway sie weiterleitet, und Steuergeräte verhalten sich falsch, wenn eine Nachricht mit unerwartetem DLC oder Signalwerten außerhalb des Bereichs kommt. Eine falsche Bitrate oder ein falscher Sample Point ist der häufigste Aufbaufehler: Der Prüfstand füllt sich mit Error Frames, und das Steuergerät antwortet nie.

Wie AutoST es testet

AutoST spricht CAN über SocketCAN-Adapter unter Linux, zum Beispiel PEAK oder Kvaser, und Vector-Hardware unter Windows über die XL Driver Library, mit einstellbarer Bitrate und einstellbarem Sample Point. UDS läuft über ISO-TP auf CAN. Die CAN-Fuzzing-Engine schickt zufällige klassische und FD-Frames auf Arbitration-IDs aus deiner DBC, mit einem Seed für exakte Wiederholung, und meldet ein Steuergerät, das nicht mehr auf TesterPresent antwortet oder seine DTC-Anzahl ändert.

Häufige Missverständnisse

Ein CAN-Identifier ist keine Absenderadresse und beweist nichts über die Herkunft. Gateways verringern die Angriffsfläche, sind aber keine Authentifizierung. Und CAN ist nicht veraltet: CAN FD erweitert es, und der meiste Diagnosezugang zu Steuergeräten beginnt immer noch an einem CAN-Bus.