随着汽车技术的不断升级,智能网联汽车的应用越来越广泛,而空中下载技术（Over-the-Air,OTA）已经成为汽车行业不可或缺的一部分。OTA技术为汽车带来了许多益处,但同时也给汽车的安全性带来了巨大挑战。本文针对车载CAN总线的安全需求以及车辆OTA的技术特点提出了一种面向OTA的信息安全防护协议,以保障在进行OTA时车载电子控制单元（Electronic Control Unit,ECU）之间数据传输的安全性。本文首先简要介绍了车载CAN总线的特点,汽车OTA技术的背景与意义,并分析了OTA技术存在的安全问题,证明了提出面向OTA的信息安全防护协议的必要性。本文提出的面向OTA的信息安全防护协议分为三个模块:密钥分配模块、数据传输模块以及密钥动态更新模块。密钥分配模块主要作用在车辆进行OTA之前的准备阶段,首先由网关ECU通过公钥基础结构来检测下位ECU的合法性,然后通过ECC加密算法,将后续车辆进行OTA时所用到的AES算法的密钥进行加密,传递给各下位ECU。数据传输模块主要作用是保障车辆进行OTA升级时数据传输的安全性。在这个阶段,车辆的升级数据都是由网关ECU传输到下位ECU中的,而升级数据在传输之前使用对称加密算法进行加密。若在通讯过程中,通讯双方始终使用固定不变的对称加密密钥,随着时间的推移,恶意节点终究会破解出密钥。为了防止此类情况发生,本文在数据传输的过程中引入了密钥的动态更新模块,通讯双方每传输一定次数,便会同时更新密钥,保证密钥的新鲜性。本文介绍了常用的加密算法,并比较它们的优缺点,最终选用ECC加密算法为本文所用的非对称加密算法,AES加密算法为本文所用的对称加密算法。本文搭建了基于STM32F407开发板的实验平台,通过实验验证了所提出协议能够有效抵挡消息窃取攻击、重放攻击、消息伪造攻击以及消息截获攻击,具有很高的可靠性。并且通过计算运行时间,证明所提出的协议能够满足车载CAN总线的实时性需求。综上所述,本文所提出的面向OTA的信息安全防护协议,具有较高的安全性、实时性和可扩展性,可以为汽车OTA技术的发展提供有力的保障。