Cybersecurity analysis of an electric vehicle based on its performance

Abstract

El presente estudio trata de responder las preguntas ¿qué tan vulnerables son los vehículos eléctricos ante una eventual penetración de sus comunicaciones y cuál sería el efecto en sus sistemas físicos y principales parámetros? Para responderlas, fue necesario tener un vehículo eléctrico físico, el cual fue provisto por el laboratorio Integrado de Tecnología Inteligente Energética del Purdue Polytechnic Knoy ubicado en Indiana West Lafayette. El mencionado vehículo no posee todas las características de un vehículo moderno; no obstante, se asemeja a uno, ya que posee un motor eléctrico, un sistema de celdas de batería y lo primordial para un análisis de ciberseguridad, un controlador que recibe y envía mensajes en formato CAN bus, protocolo utilizado en casi todos los vehículos modernos. La instrumentación utilizada consta de diferentes tipos de software para la recolección de datos, análisis y comprobación de hipótesis. Los resultados arrojaron varios comentarios respecto a lo frágil que puede ser un motor eléctrico y su controlador una vez decodificados los mensajes CAN. Uno de los principales descubrimientos fue que el grado de variabilidad de los datos en condiciones normales no afecta el rendimiento del vehículo en absoluto, ya que la prueba estadística dio un p-valor menor a 0.05, el cual era límite permitido de la corriente del vehículo establecido. Otro punto a considerar fue que hubo un tiempo de 117 segundos en el que el vehículo estuvo bajo eficiencias por debajo del 60% en condiciones normales. Además, cuando se varió la frecuencia del motor entre 60 y 80Hz (en condiciones inestables) hubo una reducción del 4% de eficiencia del vehículo, este experimento fue muy útil para saber que un Variador de Frecuencia no solo puede mejorar la eficiencia sino también disminuirla. Hay que recalcar finalmente que los límites de trabajo de la batería o motor una vez cambiado del original, puede disminuir drásticamente su vida útil, acortando la vida del vehículo per se.