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[JAWS-Security 09 Tokyo] Cloud Solution for management and observation vehicle

[JAWS-Security 09 Tokyo] Cloud Solution for management and observation vehicle

JAWS-Security 第9回で登壇させて頂くスライドになります。
公開版のため一部発表スライドと異なります。

tokina (himitu)

May 16, 2018
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Transcript

  1. JAWS-UG × Security 09 @Tokyo
    @_tokina23 ひみつ(tokina)
    2018/05
    自動車監視/管理のための
    クラウドソリューション+α
    0

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  2.  所属:電気通信大学大学院入学 (広島市立大学卒)
     情報ネットワークを専攻
     某N社に入社予定(現在検討中)
     研究:LoRaWAN(IoT向けネットワーク)について
     かつては自動車セキュリティの研究に従事
     すきなもの:Raspberry Pi, AWS, 自動車セキュリティ, IoTなど
     AWS歴:1年弱の新米
     昨年度AWS様のインターンシップに参加
     SecHack365 ‘17にてAWSを活用した自動車監視/管理のプラットフォーム
    のプロトタイプの作成を担当
    簡単に自己紹介します 1
    @_tokina23
    (ひみつさん)

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  3.  あいさつ
     @Typhon666_deathさん、お誘いいただきありがとうございました
     お手柔らかにお願いします♂️
     今日はなすこと
     パブリッククラウド技術(AWS)を活用した自動車の監視/管理システム
    のプロトタイプを作成した話
     何をするもの?
     自動車の様々な運転情報を取得、異常・サイバー攻撃を検知
     可視化も提供します(+α)
     今回の“セキュリティ”要素は です
    はじめに 2
    自動車セキュリティ

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  4.  なぜやるのか?
     プロトタイプと全体概要
     車載器(自動車に搭載するデバイス)
     AWSを活用したデータ収集プラットフォームと可視化
     “ユーザフレンドリー”な監視ツール
     運転評価システム
     まとめと今後
    Agenda 3

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  5. なぜ? 4
     自動運転社会の実現のために多くのドライバーの運転情報を集め
    なければいけない!
    クラウドを利用して優秀なドライバの運転情報を収集
     今後“つながるクルマ”が増えてくると同時に自動車への様々な
    攻撃可能性が増えてくる!
    可視化で自動車セキュリティに触れてもらい、危険性を実感

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  6.  最近よく聞く自動車セキュリティ
     ナビ(インフォテインメント)
     携帯回線, WiFi, Bluetooth
     USB端子, CD/DVD, Audio,
     OBD2ポート(CAN)
     診断用端子
     キーフォブ
     コンピュータ(ECU)
    幅広い自動車セキュリティ 5
    影響・範囲

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  7.  誰が誰にサービスを提供する?
     提供者:メーカー、保険会社
     サービスを提供される人:提供者、ユーザ (ドライバー)
     どんなサービスを?
     自動車を一括で管理・監視できるプラットフォーム
     運転評価、自動車の状態を可視化するプラットフォーム
     安全×快適なカーライフを実現するために
     危険を察知したらユーザへ通知する!
     優秀なドライバーのデータ(=教師データ)を探すため運転を評価!
    プロトタイプ 6
    車の情報をクラウドに集約、
    さらにそれを活用したサービスを提供!

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  8. プロトタイプのイメージと分担
    7
    Internet
    分析
    評価
    視覚化
    @_tokina23
    @Balius1064
    @kiyoooo44
    @o_hi_rangosta
    @o_hi_rangosta
    @o_hi_rangosta: M1
    @Balius1064: M1
    @kiyoooo44: 高専4年

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  9.  車載器の概要
     セキュアに車載データをクラウドへ送信するデバイス
     車載器の実装
    自動車に載せるデバイス(車載器)
    8
    Raspberry Pi
    位置情報
    Raspberry Piで実現
    CAN通信 PiCAN・OBD-II
    ケーブルを用いて
    CAN通信を取得
    GPS Module
    CAN Interface
    SORACOM Dongle
    開発した実際の車載器
    GPSモジュールで
    位置情報を取得
    SORACOM専用回線で
    データを送信

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  10. 監視/管理と運転評価に必要なデータを集めたい
    車のリアルタイムな状況を表すデータ
     車種, イグニッション, 速度, エンジン, 緯度経度, ハンドル舵角,
    車内部のネットワークの使用帯域(混雑度)
    ブレーキ+ハンドルに関する時刻データ
     急ブレーキや急ハンドルの評価のため
    車からクラウドへ送る車載データ 9

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  11. 10
    Internet
    分析
    評価
    視覚化
    @Balius1064
    @kiyoooo44
    @o_hi_rangosta
    @_tokina23

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  12. AWSを活用したシステムアーキテクチャ 11
    車載器
    Lambda
    (Python2.7)
    S3(Storage)
    Kinesis
    Stream
    Elasticsearch
    Service
    実車データ
    Cognito+IAM(STS)
    EC2(Server)
    (Flask)
    SNS
    Lambda
    Credential
    運転
    評価
    Lambda
    ユーザー
    IFTTT
    可視化
    通知
    管理者
    可視化
    異常検知
    7種類の可視化

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  13. 12
    速度・回転数
    密度マップ
    ステアリング
    速度・回転数ヒートマップ
    サービス管理者向け可視化サービス

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  14. 密度マップ(自動車一台のみの例) 13
    USJ
    コスモスクエア
    (スタート地点)
    送信回数が多い=色が濃い
    つまり
    止まっている時間が長い
    自動車が密集している地域を視覚化

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  15. 14
    回転数
    速度




    異常値をすぐに見つけることが出来る
    速度・回転数ヒートマップ
    個人の特徴を視覚化

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  16. 15
    速度と回転数 ハンドル舵角
    速度と回転数、ハンドル舵角
    速度や回転数の
    異常値を検知
    ハンドルを右に
    切っている

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  17. 16
    ユーザ毎のメッセージ数
    エラーメッセージ数
    CAN使用帯域
    車種情報
    CAN使用帯域とメッセージ量
    帯域異常(DoS攻撃)を検知
    メッセージが多いほど表示も大きく
    →現状を簡単に確認

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  18. 通知サービスについて 17

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  19. 18
    Internet
    分析
    評価
    視覚化
    @Balius1064
    @kiyoooo44
    @o_hi_rangosta
    @kiyoooo44
    @_tokina23

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  20.  一般ユーザに向けた“わかりやすい”
    自動車状態の監視ツール
     一般ユーザーの“疑問点”
     自動車の中のネットワークって?
     攻撃が起きるとどうなる?
    視覚化で解決
    19
    “ユーザフレンドリー”な監視ツール
    S3(Storage) Cognito+IAM(STS)
    Credential
    AWS SDK

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  21.  車載ネットワークの直感的なイメージ
     攻撃/機器の故障による異常の警告
    リアルタイム可視化 20
    データをオブジェクト化
    +色分け 警告マーク+ブザー音
    データログ
    車種

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  22. 実際の動作の様子 21

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  23. 22
    Internet
    分析
    評価
    視覚化
    @Balius1064
    @kiyoooo44
    @o_hi_rangosta
    @Balius1064
    @_tokina23

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  24.  自動運転を実現し、安全×快適な運転のための
    教師となるデータを収集したい
     データを誰が活用する?
     提供者:メーカー、保険会社
     サービスを提供される人:提供者、ユーザ (ドライバ)
     運転評価の方式(減点方式)
     急加速、急停止:重み2
     回転数:重み2
     ハンドル操作:重み1
    今回は大阪回での運転情報ログを検証、評価
    23
    S3(Storage)
    EC2(WebServer)
    (Python2;boto, 3;Flask)
    運転評価
    boto3
    WebBrowser
    優秀なドライバを探すための運転評価

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  25. 24
    検証対象の自動車

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  26. 検証ルート(大阪)
    長い直線
    交差点
    交差点
    スタート・ゴール
    25
    必要な状況を含んだ経路で検証

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  27. 26
    ルート@大阪回(検証の様子)

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  28. 運転評価結果
    トレーナー(41歳男性)
    @_tokina23 @Balius1064
    トレーニー(23歳男性)
    27

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  29.  自動運転社会のためのプロトタイプを開発
     自動車を一括で管理・監視できるプラットフォーム
     運転評価、自動車の状態を可視化するプラットフォーム
     2つの可視化を提供
     Elasticsearch(Kibana)で管理者向けに様々な可視化
     Unityで自動車の情報をユーザ向けに可視化
     収集した運転データを基に運転評価
     優秀なドライバーの運転情報の収集に利用
    まとめ 28

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  30.  ビジネスに展開?
     特に現在は考えていません
     類似のサービスに対して、自動車セキュリティ+αで教育や
    保険会社などとの連携が可能
     技術的な課題
     プロトタイプの仕組みではスケーラビリティやセキュリティを意識した
    システムへと作り直す必要がある
     LBをEC2の管理へ導入、評価システムへの認証の導入
     運転評価、攻撃分析に機械学習or深層学習を導入
     GoogleHomeといった音声操作デバイスとの連携
    今後どうしよう? 29

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  31. ご清聴ありがとうございました

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  32. 補足資料
    31

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  33. 32
    おまけ
    合計 $71.52

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  34. 検知を行う部分のソースコード(Lambda; Python2.7) 33
    今回は値を静的に指定
    SNS(通知)をキック

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  35.  Tumblrに動画をアップロードしています
     管理者向けの可視化の動画もあります
     SecHack365のあとがき
     AWSのアーキテクチャの変遷についても掲載しています
    関連リンク 34
    https://www.tumblr.com/blog/himitu23
    http://tokina.hatenadiary.jp/entry/2018/04/11/164443

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