La cybersécurité est un enjeux qui affecte de plus en plus une multitude d'industrie. L'industrie de l'automobile est particulièrement affectée par ces risques puisque les véhicules modernes utilisent de plus en plus d'unités de contrôle électronique (ECU) pour accomplir les différentes fonctionnalités d'un véhicule. Ainsi, la cybersécurité représente des enjeux importants à ces systèmes puisque plusieurs de ces derniers assurent la sécurité physique des conducteurs, des passagers et des personnes avoisinantes au véhicule. Ce mémoire présente une nouvelle architecture de simulateur Hardware-in-the-loop (HIL) pour des applications de tests et d'évaluation de la cybersécurité des ECU de véhicules. Ainsi, une revue de littérature des différentes architectures typiques de simulateur HIL est effectuée. Cette revue a pour but de déterminer les caractéristiques pertinentes des simulateurs HIL pour ECU de véhicules pour des applications de tests de cybersécurité. Par la suite, une architecture de simulateur HIL est proposée et implémentée. L'architecture est composée d'un module qui effectue la prédiction du comportement du véhicule, de trois modules qui permettent de simuler les différentes composantes d'un véhicule et de l'ECU à l'étude dans le simulateur. Les résultats de quelques simulations sont présentés afin de permettre une comparaison entre les résultats obtenus en simulation et des données obtenues suite à une prise de lecture sur un camion. Également, une cyberattaque est effectuée sur un ECU de système de freinage antiblocage (ABS) afin de présenter un exemple de tests de cybersécurité qu'il est possible d'effectuer à l'aide du simulateur proposé. Finalement, une architecture d'interrupteur matriciel pouvant être utilisé comme étage intermédiaire entre un ECU et le reste d'un simulateur HIL est présentée. L'interrupteur matriciel permettrait de maximiser la versatilité d'un simulateur HIL pour plusieurs ECU. Un interrupteur matriciel à plus petite échelle est implémenté comme preuve de concept pour l'architecture proposée. Plusieurs résultats sont présentés pour mettre en évidence que les caractéristiques de l'architecture proposée sont adéquates pour une application dans un simulateur HIL pour ECU de véhicule. / Cybersecurity is an issue that increasingly affects a multitude of industries. The automotive industry is particularly affected by these cybersecurity risks as modern vehicles use more and more electronic control units (ECU) to accomplish a variety of functions in vehicles. Thus, the cybersecurity of these systems are an important aspect to consider as many of them ensure the physical safety of drivers, passengers and the people in the vicinity of the vehicle.This thesis presents an architecture for a new Hardware-in-the-Loop (HIL) simulator for applications in cybersecurity testing for vehicle ECUs. A state of the art review of the different typical architectures for HIL simulators in the automotive industry is presented. This review aims to determine the relevant characteristics for HIL simulators for cybersecurity testing of vehicle ECUs. Afterwards, an architecture for a HIL simulator is proposed and implemented. The architecture is composed of a module which predicts the behavior of the vehicle, three modules that enable the simulation of the vehicle's components and the ECU studied in the simulator. The results of some simulations are presented to compare the results obtained on the proposed HIL simulator and results measured directly on a real truck. Additionally, an example of a cyberattack is performed on an anti-lock braking system’s (ABS) ECU in order to present the cybersecurity testing capabilities of the proposed simulator. Finally, a matrix switch architecture designed to be used as an intermediate stage between an ECU and a HIL simulator is presented. The matrix switch would maximize the versatility of a HIL simulator for multiple ECUs. A small scale matrix switch is implemented as a proof of concept for the proposed architecture. Several results are presented to demonstrate that the characteristics of the proposed matrix switch architecture are adequate for applications with a HIL simulator for vehicle ECU testing.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/146683 |
| Date | 10 July 2024 |
| Creators | Bélanger-Huot, Benjamin |
| Contributors | Miled, Amine, Fortier, Paul |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (x, 75 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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