该研究针对现代车辆中电子控制单元通过CAN总线频繁通信、异常信号往往细微且难以用传统方法识别的问题,提出了一种隐私保护的异常检测框架。该框架由时间Transformer CAN编码器与联邦轻量级检测头组成:编码器学习CAN信号随时间的演化规律,从而捕捉细微的时间与上下文异常;联邦学习机制则允许多个车辆或ECU在不交换原始CAN数据的前提下协同训练共享模型。在开源数据集上的实验表明,这一结合了联邦学习与时间序列建模的方法在保持高效与隐私的同时,实现了稳健的异常检测性能。研究的意义在于为车载网络安全提供了一条兼顾检测精度、计算效率与数据隐私的可行路径。
| CAN总线 | 控制器局域网总线,一种用于车辆内部电子控制单元之间通信的标准协议。 |
| 时间Transformer编码器 | 一种基于Transformer架构的编码器,专门用于处理时间序列数据,捕捉时序依赖关系。 |
| 联邦学习 | 一种分布式机器学习方法,允许多个参与者协同训练共享模型而不交换原始数据。 |
| 异常检测 | 识别数据中不符合预期模式的异常或异常事件的过程。 |
| 电子控制单元(ECU) | 车辆中用于控制各种电子系统和子系统的嵌入式计算机。 |
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