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(lái)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(kāi)始逐漸提升，為行業(yè)應(yīng)用探索了一個(gè)可行的模式。
“我們今年已經(jīng)開(kāi)始銷售配置V2V技術(shù)的車輛，而四年前就已經(jīng)開(kāi)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(shuō)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。”
" m$ m* P0 L9 b$ Q6 g& b$ v市場(chǎng)的熱情并非毫無(wú)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。
“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(shuō)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(wú)法與V2X 所帶來(lái)的效果相比。”不過(guò)，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(guò)，雖然目前凱迪拉克車主可能還無(wú)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(lái)的改變將是微不足道的。
3 H: z5 V4 Z+ X3 B+ r: N( e1 B3 Y“我們認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)準(zhǔn)備好，”Capp說(shuō)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(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)安全。”
3 {1 i6 |4 V0 }- T( r蜂窩通信
3 p6 [+ w( l) ]) l1 o  |在政策正式實(shí)施之前，汽車制造商目前通過(guò)載Telematics網(wǎng)絡(luò)來(lái)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。
% f  S2 ~, M* Q& ]( {% @7 ^: A“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(lái)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(shuō)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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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(lái)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(guò)這種技術(shù)來(lái)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(shuō)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)。”
  u+ \! n/ R* w不過(guò)，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(lái)說(shuō)，延遲是不被允許的。


“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(lái)說(shuō)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(shuō)道。
/ r: M  P7 W$ I+ d) n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(guò)，5G技術(shù)的推出時(shí)間尚無(wú)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(kāi)發(fā)工作，而目前這些針對(duì)V2X已經(jīng)展開(kāi)。
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(guò)了來(lái)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(kāi)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(lái)。
0 |6 [: D3 B: ^“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(shuō)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(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試的售后產(chǎn)品會(huì)開(kāi)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(wú)意，他們可能不會(huì)提供太多的信息。”
$ d9 e! g9 T; r( r2 Y1 Q8 O  R) tV2X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(guò)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(shuō)道。“此外還要有證書(shū)管理策略，以及生成秘鑰的方式，對(duì)模塊進(jìn)行安全管理。”
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(lái)判斷它們通信的對(duì)象是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的模塊還是有其他目的的黑客。
“當(dāng)一輛車遇到另外一輛從未有過(guò)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(shuō)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(lái)說(shuō)，V2V將構(gòu)建一個(gè)有史以來(lái)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(wèn)題。即使V2X模塊需要維修或更換，安全秘鑰和證書(shū)必須要得到嚴(yán)格的保護(hù)。
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“此外還有一些具有挑戰(zhàn)性的安全問(wèn)題，”Piliak說(shuō)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。”
  I( I8 u/ J3 P3 B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。
. K' \1 y2 u5 f8 g“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(shuō)道。

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