随着汽车电子集成度越来越高以及与物联网的结合,现代汽车已不是简单的物理控制系统,智能化程度越高的汽车集成的电子控制单元越多。通过总线连接的大量电子控制单元形成了复杂的车内网络,实现自动驾驶、信息娱乐等各种复杂功能。在汽车不断智能化的同时,高度复杂的车内网络让车辆信息安全面临严峻考验。攻击者可以通过各种手段发起攻击,最终侵入CAN总线网络实施精准的汽车控制,危害汽车乘员人身财产安全。在此背景下,研究汽车CAN总线网络的安全性、入侵手段以及防护方法具有十分重要的现实意义。本文首先在研究车控网络技术的基础上,提出针对CAN的渗透测试方案。依据常见的攻击手段,用ID频率比对、特征值对比的方法逆向分析CAN总线常规数据报文;通过扫描ID、主服务、子功能及其参数的方法对诊断数据报文进行全面探测。其次,在渗透测试的基础上设计模糊测试引擎,包括两种数据报文的数据生成模块、数据收发模块、异常监测模块。常规数据报文模糊测试引擎旨在造成车辆功能紊乱的同时发现数据异常;诊断数据报文模糊测试引擎旨在发现车内网络不满足UDS协议的异常。通过对实际车辆进行测试,证明了渗透测试的良好效果。其中,用重放攻击等常规攻击手段严重影响车身功能,破解了常规数据报文中控制转向灯、车门锁等功能的ID与数据域,扫描出整个诊断数据报文的ID、主服务和部分ECU子功能。本文设计的模糊测试方案同样发现了实际车辆的安全漏洞。常规数据报文模糊测试成功造成车身异常,异常检测模块通过计算信息熵成功检测出异常并发出警报;诊断数据报文模糊测试通过注入数据并实时监控,成功测试出低速网络中大量不满足UDS协议的异常响应和高速网络中渗透测试尚且难以捕捉到的肯定响应,且全部成功复现并作出漏洞评估。上述结果均证明本文设计方案的有效性和普适性,证明实际车辆存在较大安全隐患,帮助安全产品开发与研究人员测试车辆网络的安全风险以提出相应的保护措施。