周平

摘要：本文探討了車載電子通信系統(tǒng)及其安全技術(shù)，以及車載電子通信安全技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)，分析了當(dāng)前車載電子通信安全技術(shù)應(yīng)用的漏洞與缺陷，研究了強(qiáng)化車載電子通信安全技術(shù)應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：車載;電子通信系統(tǒng);安全技術(shù)

中圖分類號：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0165-03

車載電子通信系統(tǒng)作為先進(jìn)的、信息化的、智能化的通信系統(tǒng)，其在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下得到了廣泛應(yīng)用，給人們的安全、順利出行帶來了諸多便利。而通信系統(tǒng)的普遍應(yīng)用也伴隨著通信安全問題的出現(xiàn)，因此如何充分利用先進(jìn)技術(shù)來保障通信安全，已經(jīng)成為全社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的話題。只有在通信安全得以保障的情況下，我國交通安全與順暢才能充分實(shí)現(xiàn)，否則將對駕駛?cè)藛T私人信息、交通安全等造成嚴(yán)重影響與威脅。

1 車載電子通信系統(tǒng)及其安全技術(shù)概述

1.1 車載電子通信系統(tǒng)

信息化時(shí)代的到來，使得信息技術(shù)在各行各業(yè)得以有效應(yīng)用，其中也包括交通事業(yè)。車載電子通信系統(tǒng)實(shí)際上是基于智能交通系統(tǒng)、通信技術(shù)及傳感技術(shù)等基礎(chǔ)上而建立起來的，其功能主要包括對交通工具進(jìn)行定位，提供周圍交通路況信息，實(shí)現(xiàn)交通工具之間的信息共享、安全通信以及提供互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等。其中，車載GPS功能原理如圖1所示，這也是通信系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確定位車輛位置的關(guān)鍵所在?？梢哉f，該系統(tǒng)的存在從根本上改變了交通出行情況，不但能夠幫助車主及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握周邊路況，同時(shí)也能及時(shí)向車主提供相應(yīng)的交通信息，進(jìn)而保障車主出行的順暢與安全。尤其是智能化的通信模式，可以有效避免車主一邊駕車一邊操作手機(jī)而帶來的安全威脅。更為關(guān)鍵的是，其信息共享功能可以構(gòu)建出一個(gè)巨大的車載通信網(wǎng)絡(luò)，從而幫助交通部門更好地規(guī)劃工作、應(yīng)對突發(fā)狀況。正是基于這些強(qiáng)大的功能，該系統(tǒng)不但在私家車上得到了普遍應(yīng)用，更在城市公交、地鐵、火車等公共交通工具上得到了充分利用，使得公共交通服務(wù)變得更加直觀、實(shí)時(shí)和高效，同時(shí)也能提高公共交通調(diào)度工作的質(zhì)量與效率，進(jìn)一步保障公共交通的順暢和安全[1]。

1.2 車載電子通信安全技術(shù)

車載電子通信系統(tǒng)的應(yīng)用在為人們帶來方便的同時(shí)，也伴生了相應(yīng)的通信安全問題。如果車載電子通信安全無法得到充分保障，那么通信數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性和完整性都將難以保證，可能為人們提供不完整甚至錯(cuò)誤的交通信息，反而容易對交通安全管理造成巨大威脅。特別是在通信安全防護(hù)程度較低的情況下，不法分子可以輕而易舉地獲取、篡改通信信息，不但會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的私人信息、重要安全信息等遭到泄露，更會(huì)使得信息的可靠性大幅降低，容易引發(fā)相應(yīng)的調(diào)度問題以及安全問題。總的來說，車載電子安全通信技術(shù)是由集合在車載信息中心的各個(gè)模塊而實(shí)現(xiàn)的[2]。

首先是無線通信模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，這兩大模塊可以說是安全技術(shù)的基礎(chǔ)所在，前者是通信系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的基礎(chǔ)組成，后者則是對交通工具的運(yùn)行狀況信息進(jìn)行全面采集的部分，是與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行交互的基礎(chǔ)。其次則是人車交互系統(tǒng)，主要由多媒體播放模塊、語音識別模塊以及車載導(dǎo)航模塊所組成，這三大模塊的主要功能就是提供人車交互的基礎(chǔ)條件，確保車主安全、能夠有效地使用通信系統(tǒng)。再次則是由行車狀態(tài)記錄模塊、地理信息系統(tǒng)模塊、車載導(dǎo)航模塊所組成的通信安全模塊，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)交通工具與智能交通系統(tǒng)的通信，并對通信信息進(jìn)行智能化處理后分別傳遞給車主及系統(tǒng)中心。最后則是安全警報(bào)模塊，這也是安全技術(shù)的核心所在，其可以通過身份秘鑰來確認(rèn)車主信息，給予車主相應(yīng)的通信權(quán)限，同時(shí)能夠?qū)νㄐ虐踩M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)通信安全問題就能通過人工報(bào)警及自動(dòng)報(bào)警的形式發(fā)出警報(bào)，同時(shí)采取內(nèi)置的防護(hù)措施進(jìn)行通信保護(hù)。

2 車載電子通信安全技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)

總體上來說，車載電子通信安全技術(shù)的重點(diǎn)在于加密、認(rèn)證、保護(hù)和更新。提高加密性可以有效減少信息泄露的情況出現(xiàn)，充分保障車主隱私信息;而認(rèn)證率的提高，可以帶給車主更加良好的體驗(yàn)，同時(shí)也能進(jìn)一步提高通信安全系統(tǒng)的可靠性與實(shí)用性。而保護(hù)則是通信安全技術(shù)最為重要的功能，隨著信息時(shí)代的來臨，信息竊取、篡改等違法事件層出不窮，給人們的通信安全造成了嚴(yán)重威脅。車載電子通信安全技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)際上就是將通信安全保護(hù)轉(zhuǎn)移到了交通工具上，其本質(zhì)并沒有發(fā)生變化，依舊是以保護(hù)隱私信息、確保信息真實(shí)為核心。至于更新?lián)Q代則是車載電子通信安全技術(shù)不可避免的發(fā)展路徑，隨著技術(shù)的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步，各種信息安全問題變得越來越復(fù)雜，同時(shí)人們對信息安全的要求也越來越高，如果不及時(shí)對安全技術(shù)加以更新的話，其很難有效發(fā)揮其作用。可以預(yù)見的是，車載電子通信安全技術(shù)在時(shí)代大潮流下，其研究發(fā)展方向始終是圍繞著加密、認(rèn)證、保護(hù)及更新這四點(diǎn)而展開。但凡其中哪一點(diǎn)存在缺陷，都將嚴(yán)重影響安全技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果[3]。車載電子通信安全技術(shù)要點(diǎn)表1所示。

3 當(dāng)前車載電子通信安全技術(shù)應(yīng)用的漏洞與缺陷

3.1 保密性不佳，保護(hù)措施不夠

通信系統(tǒng)會(huì)對車主的通信信息以及車輛相關(guān)信息等加以記錄，這就意味著該系統(tǒng)內(nèi)包含有大量的隱私信息，一旦這些信息遭到泄露、竊取或篡改，將會(huì)對車主造成嚴(yán)重的損失。但就目前來看，車載電子通信安全技術(shù)存在保密性不佳、保護(hù)措施不夠的問題，較易出現(xiàn)信息泄露的情況。當(dāng)前常見的通信安全協(xié)議形式包括SAODV、SRP等，前者是依靠數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證，從而防止信息被其它節(jié)點(diǎn)所篡改。而后者則是依靠共享密鑰的形式來進(jìn)行驗(yàn)證保護(hù)，利用對節(jié)點(diǎn)的多次驗(yàn)證來防止入侵和攻擊。不過這些主流安全協(xié)議均存在一定的缺陷，尤其是在技術(shù)快速發(fā)展的情況下，其機(jī)制顯得較為落后，難以充分起到通信安全保護(hù)作用。

3.2 信息可靠性偏低

車載電子通信系統(tǒng)不但能對車主及車輛信息進(jìn)行采集、記錄和管理，同時(shí)也能為車主提供由智能交通系統(tǒng)傳遞而來的路況等信息。但是基于信息共享而形成的路況信息，其可信度難以得到充分保障。尤其是在相應(yīng)的管理防護(hù)體系還不夠完善，同時(shí)也不能排除惡意傳播虛假信息的情況下，實(shí)際上車主接收到的車況信息可靠性偏低，反而會(huì)對車主的出行造成阻礙甚至引發(fā)交通安全問題[4]。

3.3 認(rèn)證率不高

對車主而言，安全系統(tǒng)的認(rèn)證是確保其能夠有效進(jìn)行操作，同時(shí)避免信息泄露的有效途徑。但安全系統(tǒng)認(rèn)證率不高的問題又引發(fā)了新的困擾。就目前來看，車載電子通信安全認(rèn)證主要有三種形式。首先是局部分布式認(rèn)證，也就是利用共享密鑰的方式進(jìn)行認(rèn)證，需要所有節(jié)點(diǎn)的證書同時(shí)通過驗(yàn)證才能進(jìn)行有效驗(yàn)證。但是該方式需要證書高度同步，因此在實(shí)際操作時(shí)往往會(huì)因?yàn)殡x線等原因而出現(xiàn)認(rèn)證問題。完全分布式認(rèn)證與第一種認(rèn)證機(jī)制類似，但其應(yīng)用規(guī)模更大，可以對所有節(jié)點(diǎn)合理分配，受離線與否的影響不大。不過這種認(rèn)證機(jī)制的過程復(fù)雜、時(shí)間極長。至于自發(fā)式認(rèn)證則與前兩種認(rèn)證方式在機(jī)制上有著本質(zhì)區(qū)別，其通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接認(rèn)證，流程簡單、耗時(shí)較短，同時(shí)安全性也能得到保障，但該技術(shù)的應(yīng)用還不夠成熟。

3.4 信息傳遞存在延遲

車載電子通信系統(tǒng)的主要功能在于及時(shí)為車主提供路況信息。但是因?yàn)榧夹g(shù)水平以及網(wǎng)絡(luò)延遲等因素的限制，當(dāng)前的車載電子通信還無法實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳遞，這就使得車主難以在第一時(shí)間獲取到相關(guān)信息，進(jìn)而影響車主的正常出行和駕駛。當(dāng)情況嚴(yán)重時(shí)，車主可能無法及時(shí)接收到路段施工等重要信息，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的安全隱患。

3.5 更新?lián)Q代不及時(shí)

對車載電子通信安全系統(tǒng)來說，更新?lián)Q代是確保其始終具有高度可用性與可靠性的關(guān)鍵所在。但就當(dāng)前的情況來看，不管是相關(guān)企業(yè)還是車主本身，都沒有對此加以重視。如此一來，通信安全技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用需求存在脫節(jié)情況，從而無法給車主提供可靠的通信安全保障。

3.6 管理不規(guī)范

車載電子通信系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行需要有穩(wěn)定、良好的車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)做基礎(chǔ)，然而當(dāng)前車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)管理不規(guī)范的問題卻較為嚴(yán)重。

4 強(qiáng)化車載電子通信安全技術(shù)應(yīng)用策略

4.1 完善安全系統(tǒng)機(jī)制

總的來說，車載電子通信安全系統(tǒng)是保障人車交互、交通工具與通信中心交互安全的基礎(chǔ)，其機(jī)制必須做到足夠完善，才能充分滿足實(shí)際需求，因此需要從各個(gè)層面對其機(jī)制加以完善。首先是最關(guān)鍵的信息保密機(jī)制，這也是應(yīng)用安全技術(shù)的核心目的所在。為了防止信息泄露，安全系統(tǒng)的保密機(jī)制應(yīng)當(dāng)從兩方面展開，分別是信息加密與信息保護(hù)。可以說，二者是密不可分的一個(gè)整體，針對當(dāng)前部分車載通信安全系統(tǒng)將二者進(jìn)行分離設(shè)計(jì)的情況，必須要及時(shí)對其保密機(jī)制進(jìn)行完善，從兩個(gè)層面上實(shí)現(xiàn)通信的有效保護(hù)。在當(dāng)前通用的通信安全協(xié)議基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步對協(xié)議形式進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而形成更具安全性的協(xié)議;另外，對通信安全協(xié)議增設(shè)合理的防護(hù)機(jī)制也是性質(zhì)有效的方式，利用多重保護(hù)防止通信安全協(xié)議遭到攻擊與破壞。其次則是系統(tǒng)認(rèn)證機(jī)制。系統(tǒng)認(rèn)證應(yīng)當(dāng)兼具時(shí)效性與準(zhǔn)確性，也就是能夠快速、準(zhǔn)確地對車主權(quán)限進(jìn)行認(rèn)證，從而方便車主操作的同時(shí)，將不具備權(quán)限的用戶隔離在通信安全系統(tǒng)之外。就目前來看，大力研究和發(fā)展自發(fā)式認(rèn)證方式是關(guān)鍵。在當(dāng)前常見的三種認(rèn)證方式中，另兩種都存在一定缺陷，難以適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展要求。而自發(fā)式認(rèn)證在機(jī)制上已經(jīng)較為完善，只是在應(yīng)用方面還不夠完善，故而是最有潛力的形式，值得不斷研究、探索和應(yīng)用。尤其是對軍用車載電子通信而言，安全認(rèn)證顯得格外重要，故而可以有現(xiàn)在軍用車載電子通信系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)和應(yīng)用，再推廣到民用通信之中。再次則是保護(hù)機(jī)制，車載電子通信安全保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)內(nèi)嵌智能化核心，能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，確保通信安全。最后則是系統(tǒng)的更新機(jī)制。通信安全系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備升級功能，提供自動(dòng)更新及手動(dòng)更新等選項(xiàng)，讓車主能夠及時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行更新，充分保障安全系統(tǒng)的實(shí)用性和有效性[5]。

4.2 落實(shí)技術(shù)創(chuàng)新研究工作

車載電子通信安全技術(shù)的有效應(yīng)用，除了需要健全、完善的安全機(jī)制做基礎(chǔ)外，更需要先進(jìn)的技術(shù)加以支持。實(shí)際上，當(dāng)前通信安全系統(tǒng)的很多機(jī)制無法完全實(shí)現(xiàn)，就是因?yàn)榧夹g(shù)限制所導(dǎo)致的。唯有將安全機(jī)制與先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，才能完全發(fā)揮二者的作用，為車載電子通信安全提供基礎(chǔ)保障，因此落實(shí)技術(shù)創(chuàng)新研究工作很有。其中，通信入侵檢測安全技術(shù)是非常關(guān)鍵的部分。就目前來看，入侵檢測技術(shù)能夠在通信環(huán)境下對通信過程進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)入侵異象可以直接報(bào)警或自動(dòng)處理。但是其具有較強(qiáng)的局限性，也就是無法針對系統(tǒng)進(jìn)行高效檢測。這樣一來，系統(tǒng)故障與系統(tǒng)入侵往往容易被搞混淆，從而無法觸發(fā)相應(yīng)的警報(bào)與應(yīng)對機(jī)制，導(dǎo)致通信安全受到威脅。針對這一點(diǎn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)一步研究通信入侵檢測安全技術(shù)，使其能夠?qū)ο到y(tǒng)本身生效，從而提高通信安全防護(hù)能力[6]。

4.3 打造專業(yè)路況信息管理團(tuán)隊(duì)

為了解決路況信息延時(shí)嚴(yán)重、虛假信息大量存在的問題，在應(yīng)用車載電子通信安全技術(shù)的同時(shí)，有必要打造一支專業(yè)的路況信息管理團(tuán)隊(duì)。由于路況信息的收集、傳播及獲取是建立在各車載通信系統(tǒng)間的信息共享基礎(chǔ)上的，因此該管理團(tuán)隊(duì)的工作重心不在于收集及傳遞信息，而是對信息進(jìn)行過濾，同時(shí)構(gòu)建更加合理、高效的信息傳遞通道，從而確保車主能夠及時(shí)獲得高質(zhì)量的路況信息。該管理團(tuán)隊(duì)的打造需要由交通管理部門牽頭和主導(dǎo)，但因?yàn)槠渲猩婕暗酵ㄐ虐踩夹g(shù)的相關(guān)內(nèi)容，這就需要交通部門與各企業(yè)進(jìn)行積極合作，從團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)、管理、設(shè)備、技術(shù)等方面進(jìn)行全面協(xié)調(diào)。

4.4 規(guī)范車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)管理

車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)作為車載通信的“基站”，其安全狀況直接影響到通信安全。對此，平臺(tái)需要進(jìn)行自我規(guī)范和整改，從管理體系、制度及監(jiān)督等方面進(jìn)行全面優(yōu)化，提高平臺(tái)管控能力。其中，做好網(wǎng)絡(luò)密鑰管理工作很有必要，可以有效防止密鑰泄露并對通信安全造成威脅的情況出現(xiàn)。另外，平臺(tái)安全機(jī)制應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步得到完善，積極應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)提高平臺(tái)的安全性，減少平臺(tái)遭受不法分子入侵、攻擊而受到巨大損失的可能性。最后，相關(guān)部門也要加大對車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的監(jiān)管力度，完善相應(yīng)的規(guī)章制度，加大對違規(guī)平臺(tái)的懲罰力度，落實(shí)監(jiān)管責(zé)任，確保車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠?yàn)檐囕d電子通信安全技術(shù)的合理應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。而對軍用車載通信來說，要由軍方構(gòu)建獨(dú)立的車載通信平臺(tái)，利用OKL4等先進(jìn)技術(shù)為軍用車載通信創(chuàng)造安全、穩(wěn)定的無線信任環(huán)境，并以此為基礎(chǔ)對通信平臺(tái)進(jìn)行嚴(yán)格的軍事化管理。

5 結(jié)語

隨著人們對車載電子通信安全重視程度的不斷提高，相應(yīng)的安全技術(shù)研究及應(yīng)用已經(jīng)成為了當(dāng)前社會(huì)人們所關(guān)注的重點(diǎn)話題。不過由于種種方面的原因，通信安全技術(shù)的應(yīng)用還存在一些不可忽視的漏洞與缺陷，從而難以保障車載通信安全。對此，可以從完善安全系統(tǒng)機(jī)制、落實(shí)技術(shù)創(chuàng)新研究工作、打造專業(yè)路況信息管理團(tuán)隊(duì)及規(guī)范車載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)管理著手，全面優(yōu)化通信安全技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步提高車載通信的安全性與可靠性。

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Safety Technology Analysis of Vehicle Electronic Communication

ZHOU Ping

（Yangzhou Wanfang Electronic Technology Co.， Ltd. ， Yangzhou Jiangsu 225006）

Abstract：This paper discusses the vehicle-borne electronic communication system and its security technology， as well as the technical key points of the vehicle-borne electronic communication security technology， analyses the loopholes and defects of the current application of vehicle-borne electronic communication security technology， and studies the application strategy of strengthening the vehicle-borne electronic communication security technology.

Key words：vehicle; electronic communication system; security technology