UDS诊断详解（二）27服务安全访问流程

一、安全访问流程概述
1、请求种子
上位机向ECU发送请求（27+SF）,ECU返回Seed。
Note：种子字节数需要注意，通常是4个字节，也可能是其他字节数，具体需要关注需求
2、发送密钥
上位机收到Seed后，计算出一个密钥发送给ECU，ECU根据同样的算法计算一个密钥，两数值匹配通过

  上位机向ECU发送请求（27+SF），ECU计算出一个种子，可能是一个随机表，ECU将种子返回给上位机Tester，上位机收到种子，通过一个特定的算法，种子作为参数，来计算出一个密钥（Key1），然后将密钥发送给ECU，27+（SF+1）+Key，规定了请求种子的子功能是奇数，发送密钥的子功能是请求种子的子功能+1，也就是一个偶数。这时候ECU也不闲着，ECU也通过相同的算法计算一个Key2，如果Key1和Key2比较，相同的话，就返回67 +（SF+1），表示肯定响应，表示安全访问通过，把lock解开，达到安全等级，解锁一些相应的服务，以及允许访问一些参数。如果不相同，则否定相应7F+27+NRC。

二、安全访问流程中的安全等级、种子、密钥
任意时刻，仅有一个安全级别可以被激活；安全级别的数字是任意分配的，没有优先级之分；比如说有三个安全等级：LV1\LV2\LV3 LV1允许你做操作A，LV2允许你做操作B，LV3允许你做操作C，假如你解锁了LV1，那么LV2和LV3的操作是无法执行的，三个等级是平等的，任一安全级别被激活，则其他两个安全级别无法被激活或操作
种子的值为ECU随机产生（一般4个字节，也可以是其他字节数），应避开0和最大值F——全0的种子常用来检测当前是否已经解锁，已解锁状态下请求种子时将会返回全0的种子；
上图请求种子及发送密钥的动作流程是强制性(01、02)的，当ECU返回否定响应、或者因为其他原因导致诊断会话模式回到默认会话模式，种子将重新生成。
27服务（SecurityAccess）请求种子通常需要在‌非默认会话‌下进行，具体会话要求如下：
‌  扩展会话（0x10 03）‌：大多数ECU要求首先通过10服务进入扩展会话后才能执行27服务的种子请求，这是最常见的应用场景，例如在写入Flash数据或执行重要诊断操作前需先通过扩展会话解锁安全访问
‌编程会话（0x10 02）‌：部分ECU（如刷写场景）可能要求在编程会话中请求种子，此时安全等级与扩展会话不同，需单独解锁，编程会话通常用于软件更新等高权限操作
‌  会话切换影响‌：若从扩展会话切换到相同非默认会话（如再次发送10 03），已解锁的安全等级可能保持有效，此时请求种子可能返回全0响应，但切换到不同会话（如从扩展会话到编程会话）需重新请求种子
‌默认会话限制‌：ECU上电后默认处于默认会话（0x10 01），此时直接请求27服务通常会被拒绝，需先切换至非默认会话

三、请求格式
请求种子：27 + SF（01）
肯定响应：67 + SF（01） + Seed
否定响应：7F + SF（01）+ NRC1

发送密钥：27 + （SF + 1） + Key
肯定响应：67 +（SF + 1）
否定响应：7F + （SF + 1） + NRC2

注意：
‌  请求种子的子功能SF是奇数（0x01、0x03、0x11等），对应的发送密钥的子功能是请求种子的子功能+1（0x02、0x04、0x12等）；
NRC1处：12子功能不支持、13报文长度错误、22条件未满足、37延迟时间未到
12：子功能不支持
例如：
假如扩展会话下支持01 03
请求种子：27 + 05 （不支持的子功能）
否定响应：7F + 05 +12

NRC2处：12、13、22、24请求序列错误、35密钥错误、36超出访问次数限制
24：请求序列错误
比如在没有请求种子的情况下，直接发送27 02（发送密钥），会出现请求序列错误
35：密钥错误
Key1和Key2不相等
36：超出访问次数限制
比如允许你错3次，你正好错误达到三次，就会返回NRC 36

四、延迟机制（NRC=36、37）——防止多次请求，暴力遍历
‌  在x次请求安全访问失败后，返回NRC=36，需要等待y秒后再能接受下一次安全访问请求，请求种子，在ECU被成功进行一次解锁后，错误计数器归零。
‌  错误计数器：初始值为0，每当“出错”就+1，达到某个阈值后不允许安全访问请求，请求种子返回否定响应，NRC=37；
错误计数器计数的场景：
‌  1）错误计数器从0开始，出现一次NRC=35，错误计数器就会加1（Att_Cnt+1）,假如最大值是3，则会出现此种情况：35 35 36
‌  2）返回NRC=24（请求序列错误）
错误延时时间
‌  达到错误计数器最大值，即NRC=36后。再次请求seed，返回NRC=37，指的是错误延时时间未到（比如说错误延时时间是10秒，在请求次数达到错误计数器最大值时，即NRC=36，此时要在10秒之后继续请求Seed，ECU才能发送一个Seed，如果在10秒之内请求Seed，ECU发出否定响应NRC=37）
‌  掉电前，错误计数器达到最大值，则上电后错误计数器仍为最大值，需要等待延时，比如等待10秒，才能继续请求种子
‌  假如延时10秒，错误计数器最大值为3次，若一直请求错误密钥，返回NRC=35，错误密钥请求第一次，NRC=35，错误密钥请求第二次，NRC=35，错误密钥请求第三次，NRC=36，若在延时时间10秒之内请求密钥，则返回NRC=37，这个时候重新刷新延时，再等10秒，等了10秒结束，情况1，如果错误计数器减1，再次请求，返回NRC=36，情况2，如果错误计数器清零，则返回NRC=35

‌  初始状态下，错误计数器是0，没有开启延时，ECU状态是锁住的状态，没有任何安全等级解锁，第一次请求错误密钥，返回NRC=35，错误计数器加1，再次请求错误密钥，返回NRC=35，错误计数器再次加1，若是请求了正确了密钥，通过了安全访问，错误计数器清零，假如下一次回到默认会话，或者再请求其他的安全等级，比如之前进的是27 01、27 02，现在请求27 03、27 04，请求了一个错误的27 04的密钥，错误计数器加1，连续请求三次，错误计数器达到3，到3以后，开启延时，在延时还未关闭之前（未达到10秒），请求了一次Seed，返回NRC=37，错误计数器依然是3，并继续延时10秒，延时到，错误计数器减1，下次再次请求一次错误密钥，返回NRC=36，延时再次开启，若在10s内请求Seed，返回NRC=37

‌  状态A：所有的安全等级都没解锁，未请求Seed
‌  状态B：所有的安全等级都没解锁，Seed已请求到，ECU在等待上位机发送密钥
‌  状态C：收到密钥了，安全等级已解锁，但是没有发送新的种子（无论是当前安全等级的种子或者其他安全等级的种子）
‌  状态D：解锁了，发送种子了（有可能是本身，比如等级1，后面又收到一个等级1的种子请求，则回一个全0，再比如等级1，后面又收到一个进等级3的种子请求，给了它一个种子），在等一个新的密钥
（1） Reset→A
‌  当启动/重启ECU，进行初始化，初始化进入的一个默认状态就是A状态，执行：
①初始化错误计数器（根据需求）
②启动延时（如果上一次错误计数器等于3的话，就是达到最大值了，需求让启动延时就启动延时，如果不需要，那就不启动）
（2） A→B
‌  当上位机收到Seed或者ECU发送Seed。
‌  且：DLC格式（要4个字节的Seed，就返回4个字节的Seed）
‌  先决条件（例如满足车速条件等）
‌  延时已过（连续请求三次密钥，要等10s，10s过了）
‌  将种子存在一个存储器里，并且存储子功能，方便下一次上位机发送密钥的时候，进行对比，看是否是同一个子功能
（3） B→C
‌  ECU收到密钥，且子功能为请求种子的子功能+1，例如27 01 →27 02，DTC格式无问题，Key正确
执行：
① 错误计数器清零，并存非易失性存储器中（不同的安全等级有不同的错误计数器）
② 解锁对应安全等级，并清除存储的Seed
③ 返回肯定响应
（4）B→B
Static-Seed：布尔值，1表示连续请求种子相同，0表示不同
① 种子不同，ECU收到请求种子报文，生成新种子，保存子功能（安全等级类型）
② 种子相同，返回上次存储的种子
③ 种子相同，生成种子并存储
（5）D→A C→A
当诊断会话超时，回默认会话，锁定所有安全等级