汽車網(wǎng)絡(luò)化后的安全挑戰(zhàn)

寂靜天花板

推崇安全至上的人們期望有一天車輛之間可以彼此對(duì)話，從而有效地減少交通事故的發(fā)生。然而手機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展或許會(huì)削減這種車與車之間的通信（V2V）帶來的某些好處，此外對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)憂也需要長(zhǎng)久且復(fù)雜的策略。
車與車（V2V）以及車與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）之間的通訊采用專用短程通信技術(shù)（DSRC）提供有關(guān)車輛速度及方位的信息。此類通信技術(shù)統(tǒng)稱為V2X，在降低交通事故方面可以發(fā)揮重要作用。美國(guó)和歐洲政府不久就將此項(xiàng)技術(shù)納入強(qiáng)制性法規(guī)中。在日本，該技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品的出貨量開始逐漸提升，為行業(yè)應(yīng)用探索了一個(gè)可行的模式。
% u9 F/ h5 g( ]7 Z. c) I“我們今年已經(jīng)開始銷售配置V2V技術(shù)的車輛，而四年前就已經(jīng)開始銷售配置V2I的車型了，”豐田汽車研發(fā)中心車輛集成系統(tǒng)部門負(fù)責(zé)人Hideki Hada說道。“在日本的應(yīng)用與美國(guó)相似，只是頻率不同。針對(duì)美國(guó)市場(chǎng)，我們只需要改一下收音機(jī)芯片和天線。”
市場(chǎng)的熱情并非毫無根據(jù)。美國(guó)高速公路安全管理局（NHTSA）在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)V2X可以幫助降低22種碰撞（共37種）發(fā)生的可能性以及嚴(yán)重性。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)交通安全的提升效果要明顯大于其他NHTSA所做的努力。
. [' C' h* z( c/ a“這幾乎占到所有碰撞類型的80%，”通用公司全球車輛安全總監(jiān)John Capp說道。“就算將所有針對(duì)安全帶和安全氣囊做的工作加在一起，也無法與V2X 所帶來的效果相比。”不過，達(dá)到這樣的效果也并非一蹴而就的。一旦政府將這項(xiàng)技術(shù)納入強(qiáng)制性法規(guī)中，要實(shí)現(xiàn)車輛之間的通信，也需要許多年的時(shí)間才能讓采用這項(xiàng)技術(shù)的車輛達(dá)到一定的量。
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通用公司在2017款凱迪拉克CTS上將配備V2V技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了其對(duì)DSRC的支持。不過，雖然目前凱迪拉克車主可能還無法從車與車的通信中享受到任何好處，但是通用認(rèn)為其策略可以積攢大量的實(shí)踐知識(shí)，而只有很少的不利因素。如果NHTSA制訂的法規(guī)并不能完全兼容的話，其所帶來的改變將是微不足道的。
“我們認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)準(zhǔn)備好，”Capp說道。“有一定風(fēng)險(xiǎn)，但是我們有處理風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)備。如果我們要對(duì)一些車型的系統(tǒng)進(jìn)行更新的話，挑戰(zhàn)并不太大。最主要的問題是網(wǎng)絡(luò)安全。”
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在政策正式實(shí)施之前，汽車制造商目前通過載Telematics網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)DSRC可以提供的功能。發(fā)送到云端的信號(hào)可以向駕駛員提供路況或其他信息。
“采用目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的云端及3G/4G技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)V2V可以帶來的大部分好處，”沃爾沃安全類電子及功能高級(jí)技術(shù)負(fù)責(zé)人Erik Coelingh說道。“如果道路濕滑，車輛可以將該信息傳遞給云端，然后再分享給該區(qū)域的其他車輛。當(dāng)有事故發(fā)生時(shí)，打給緊急服務(wù)中心的電話也可以分享給其他車輛，其他可分享的信息還比如車輛拋錨等。”

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7 j0 M! e- b% o' `0 h5 S& |實(shí)現(xiàn)類似提供交通警報(bào)等任務(wù)曾經(jīng)一度被認(rèn)為是分?jǐn)侱SRC成本的一種方式，但是目前來看似乎已經(jīng)行不通。互聯(lián)汽車之間的高速通信讓諸如此類的任務(wù)顯得微不足道。
“如果DSRC可以早十年推向市場(chǎng)的話，或許還可以通過這種技術(shù)來進(jìn)行系統(tǒng)固件的更新，”QNX軟件系統(tǒng)公司業(yè)務(wù)拓展全球總監(jiān)Andrew Poliak說道。“但是其出現(xiàn)的時(shí)間太長(zhǎng)，以至于最后出現(xiàn)了許多其他技術(shù)。”
不過，將信號(hào)發(fā)送給蜂窩塔，然后再向車輛發(fā)送信息，這之間會(huì)有一定的延遲。對(duì)于安全相關(guān)的警告來說，延遲是不被允許的。


$ r$ K: X0 ]; e; {“DSRC的延遲很低，而且有效性高，這對(duì)于發(fā)送一些基本的安全信息比如速度、位置和方向等來說非常重要，”福特全球駕駛員輔助及主動(dòng)安全系統(tǒng)經(jīng)理Mike Shulman說道。
據(jù)稱下一代蜂窩通信技術(shù)（5G）可以將延遲降低到安全系統(tǒng)可以接受的水平，這樣就可以替代DSRC解決方案。不過，5G技術(shù)的推出時(shí)間尚無法確定，前期的覆蓋范圍也會(huì)非常有限。此外，切換到5G技術(shù)需要大量的測(cè)試和開發(fā)工作，而目前這些針對(duì)V2X已經(jīng)展開。
V2V的推行還有一個(gè)非常大的障礙就是安全性。汽車行業(yè)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全性的擔(dān)憂遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了來自傳統(tǒng)黑客程序的攻擊。對(duì)于車輛的保護(hù)從其出廠一刻就開始，一直到車輛報(bào)廢結(jié)束。此外，售后市場(chǎng)供應(yīng)商可能也要參與進(jìn)來。
“售后市場(chǎng)或許是從中獲益的最佳方式，你不用等很多年后大部分車輛都具有V2V通信功能，”天合汽車公司產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)理Andy Whydell說道。“網(wǎng)絡(luò)安全會(huì)是一個(gè)挑戰(zhàn)，但是也取決于售后產(chǎn)品需要從車輛上獲取多少信息。目前還不清楚OEM對(duì)那些還沒有經(jīng)過測(cè)試的售后產(chǎn)品會(huì)開放多少信息。考慮到對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)憂，OEM如果不確定售后產(chǎn)品會(huì)執(zhí)行哪些功能，不管有意無意，他們可能不會(huì)提供太多的信息。”
6 Z4 j/ W1 a8 @6 U" ]% l: v% @V2X模塊制造商需要確保信息的安全，他們需要在模塊中采用加密措施，確保黑客不會(huì)侵入。
“這些模塊需要經(jīng)過認(rèn)證，在確保系統(tǒng)安全方面，操作系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵的要素，”Poliak說道。“此外還要有證書管理策略，以及生成秘鑰的方式，對(duì)模塊進(jìn)行安全管理。”
' L  W) T& d0 Q5 p# y如果最終大多數(shù)車輛都配備了V2X模塊，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也會(huì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。車輛不會(huì)有時(shí)間來判斷它們通信的對(duì)象是經(jīng)過認(rèn)證的模塊還是有其他目的的黑客。
% H" j  _0 n5 i/ m! i“當(dāng)一輛車遇到另外一輛從未有過交流的車輛，如何確保彼此是可靠的源，這樣兩輛車就可以知道彼此發(fā)送的信息是合法的，”Shulman說道。“對(duì)于像美國(guó)這樣擁有兩億輛汽車保有量的市場(chǎng)來說，V2V將構(gòu)建一個(gè)有史以來最大的公共基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。”
在車輛進(jìn)入到維修保養(yǎng)階段，網(wǎng)絡(luò)安全性依然是一個(gè)很大的問題。即使V2X模塊需要維修或更換，安全秘鑰和證書必須要得到嚴(yán)格的保護(hù)。
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2 D) {$ s7 ~# |1 k/ g& c8 A“此外還有一些具有挑戰(zhàn)性的安全問題，”Piliak說道。“在安全策略和要求人們可以在車輛上工作的法規(guī)之間將出現(xiàn)彼此妥協(xié)的情況。在工作的權(quán)利和保護(hù)安全模塊之間需要作出平衡。”
8 P2 m5 Q$ F! v5 a3 |. z一旦V2X被納入強(qiáng)制性法規(guī)，NHTSA在為這項(xiàng)安全類技術(shù)創(chuàng)建安全架構(gòu)方面將會(huì)扮演重要角色。在目前階段，NHTSA所扮演的角色還不確定。觀察家認(rèn)為立法機(jī)構(gòu)需要與第三方合作，對(duì)保護(hù)性機(jī)制實(shí)施監(jiān)管。
“一種模式可以是，NHTSA負(fù)責(zé)確定技術(shù)要求，然后將安全系統(tǒng)的執(zhí)行交給第三方，而NHTSA則保留一定的監(jiān)管權(quán)，”Capp說道。
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