摘 要：隨著科技的不斷進步，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢，為人們的出行帶來了極大的便利。但隨著其智能化和網(wǎng)聯(lián)化程度的不斷提高，安全問題也日益顯著。智能網(wǎng)聯(lián)汽車為駕駛者提供了更加便捷、高效、舒適、安全的駕駛體驗，同時也帶來了一系列安全挑戰(zhàn)。文章分析了智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全威脅，并從多個維度提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全防護體系的優(yōu)化路徑，為了更好地提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全防護能力，保證智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車 安全防護體系 優(yōu)化路徑

近些年，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)和功能逐步成熟，成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車整合了先進的傳感器、控制器、執(zhí)行器以及通信技術(shù)，實現(xiàn)了車輛與車輛、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的互聯(lián)互通，為駕駛者的安全出行保駕護航。然而，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車功能的增加，與外界的交互日漸增多，車輛的電子系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)都可能成為攻擊目標，導(dǎo)致其安全風(fēng)險不斷增加。一旦發(fā)生安全威脅或安全事故，就會導(dǎo)致車輛故障、用戶隱私泄露，嚴重地對駕乘人員的生命財產(chǎn)安全造成威脅，從而引發(fā)社會公共安全問題，不利于智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，構(gòu)建并優(yōu)化智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全防護體系具有重要的現(xiàn)實意義。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全威脅

目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全威脅主要來自網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露、硬件攻擊、軟件漏洞、供應(yīng)鏈攻擊。智能網(wǎng)聯(lián)汽車離不開各種通信網(wǎng)絡(luò)，在汽車使用過程中會開啟蜂窩網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、藍牙等設(shè)備，這些都容易被黑客攻擊，攻擊者通過網(wǎng)絡(luò)漏洞入侵車輛系統(tǒng)，從而控制車輛，干擾或篡改車輛的行駛數(shù)據(jù)和指令。車輛在行駛期間會對車主的身份信息、行駛軌跡、駕駛習(xí)慣等信息進行收集和處理，如果車輛的數(shù)據(jù)存儲和傳輸安全出現(xiàn)問題或措施不當，就有可能導(dǎo)致部分個人信息和敏感數(shù)據(jù)被泄露，造成隱私和安全風(fēng)險。車輛的硬件組件，例如車輛的電子控制單元、芯片等有可能出現(xiàn)故障或遭到物理攻擊，破壞車輛的正常運行。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的軟件系統(tǒng)較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)各種軟件漏洞，其中操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、通信協(xié)議是攻擊者主要的攻擊對象。攻擊者利用這些漏洞，可遠程操控代碼，拒絕服務(wù)攻擊等，危及車輛安全。由于智能網(wǎng)聯(lián)汽車相對復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)鏈較長，有多個供應(yīng)商和合作伙伴。如果產(chǎn)業(yè)鏈某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全問題，例如零部件供應(yīng)商的系統(tǒng)被入侵、軟件更新包被篡改等會影響整個車輛系統(tǒng)的安全性。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全防護體系優(yōu)化路徑

2.1 構(gòu)建分層安全防護架構(gòu)

2.1.1 感知層安全防護

車輛傳感器是智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知外界環(huán)境的關(guān)鍵，其安全性極為重要。在設(shè)計階段，要充分考慮傳感器的抗干擾能力及可靠性。采用冗余設(shè)計的方式，給同一個功能配備幾個相同或不同原理的傳感器。當其中一個傳感器出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)異常時，其他傳感器能及時補上空缺，保證數(shù)據(jù)可以持續(xù)有效地輸出。數(shù)據(jù)融合技術(shù)是提升感知層安全的關(guān)鍵手段之一。把不同類型傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行合理融合，剔除掉錯誤信息，保留有效數(shù)據(jù)形成更加精準且全面的環(huán)境感知結(jié)果。傳感器數(shù)據(jù)的加密及認證是防止數(shù)據(jù)篡改、偽造的關(guān)鍵。運用先進的加密算法對傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密處理，保證數(shù)據(jù)在傳輸期間的機密性。與此同時，可借助數(shù)字簽名等認證技術(shù)，對數(shù)據(jù)的來源和完整性進行驗證，只有經(jīng)過合法認證的數(shù)據(jù)，才能夠被車輛的控制系統(tǒng)接收并處理。傳感器的故障診斷及恢復(fù)機制同樣是不可或缺的一部分。對傳感器的工作狀態(tài)實時監(jiān)測，像電壓、電流以及信號強度等諸多參數(shù)都需涵蓋其中。一旦出現(xiàn)異常狀況，馬上啟動相關(guān)的診斷程序，明確故障產(chǎn)生的原因。若故障屬于可修復(fù)類，例如傳感器受到臨時性干擾，又或者是出現(xiàn)傳感器輕微損壞，可以借助重啟傳感器、重新校準等恢復(fù)舉措，促使其恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)；要是遇到不可修復(fù)的故障，就需要及時發(fā)出警報，并且利用冗余傳感器或者車輛具備的其他功能開展安全降級處理，保證車輛在傳感器發(fā)生故障的情形下依然能夠安全行駛。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)層安全防護

車輛通信網(wǎng)絡(luò)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車各個系統(tǒng)間及外界開展數(shù)據(jù)交互的橋梁，它的安全狀況與車輛的整體安全緊密相關(guān)。對車輛通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行優(yōu)化處理，運用分層分域的設(shè)計理念，把車輛網(wǎng)絡(luò)細致地劃分成多個相對獨立的安全區(qū)域，像動力系統(tǒng)域，它主要負責(zé)車輛的動力控制，像發(fā)動機、電機等關(guān)鍵部件的控制及管理工作都在其職責(zé)范圍內(nèi)；底盤系統(tǒng)域，這個區(qū)域涵蓋了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等內(nèi)容，其作用主要是保障車輛行駛過程中的穩(wěn)定性及安全性；另外信息娛樂領(lǐng)域，它能夠為駕乘人員提供多媒體娛樂方面的功能。在不同的領(lǐng)域中，要實施嚴格的數(shù)據(jù)訪問控制舉措及隔離的相關(guān)措施?？梢詫Ψ阑饓M行設(shè)置，配置訪問控制列表等網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)備，對不同域之間的數(shù)據(jù)流向以及訪問權(quán)限進行限制。例如，信息娛樂域所涉及的數(shù)據(jù)僅能夠在該域內(nèi)部做處理和顯示，無法直接訪問動力系統(tǒng)域和底盤系統(tǒng)域的數(shù)據(jù)，這樣可有效防御惡意攻擊者借助信息娛樂系統(tǒng)入侵車輛的安全系統(tǒng)。強化通信協(xié)議的安全性是保障網(wǎng)絡(luò)層安全的重要環(huán)節(jié)。對現(xiàn)有的車輛通信協(xié)議實施全方位的增強和升級。引入安全的密鑰協(xié)商機制，保證通信雙方在每一次開展通信前，都可以以安全的方式協(xié)商出用于加密以及認證的密鑰，避免密鑰出現(xiàn)被竊取或被破解的情況。與此同時，運用數(shù)據(jù)加密傳輸技術(shù)，針對通信數(shù)據(jù)展開加密處理，守護數(shù)據(jù)的機密性，防止數(shù)據(jù)在傳輸期間被竊聽、篡改。

2.1.3 應(yīng)用層安全防護

車輛配備的應(yīng)用程序呈現(xiàn)多樣化的特點，這給駕乘人員帶來了豐富的功能體驗，但同時也增加了相應(yīng)的安全風(fēng)險。為了保障應(yīng)用層的安全，要及時且全面地對車輛的應(yīng)用程序展開嚴格的安全評估及測試。在應(yīng)用程序開發(fā)的整個過程中，可采用靜態(tài)代碼分析、動態(tài)測試等諸多方法對代碼進行細致且全面的檢查，務(wù)必要確保代碼中無惡意代碼及安全漏洞等。建立應(yīng)用程序的權(quán)限管理系統(tǒng)，依據(jù)應(yīng)用程序具體的功能需求，分配恰當合理的權(quán)限，對其訪問車輛關(guān)鍵資源的行為進行限制，關(guān)鍵資源包含車輛的控制權(quán)限以及用戶敏感信息等。與此同時，還要定期對應(yīng)用程序的權(quán)限設(shè)置情況進行審查和更新，保證權(quán)限管理具備有效性和安全性。運用應(yīng)用防火墻等技術(shù)，對應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)行為進行實時監(jiān)測及管控。應(yīng)用防火墻能夠檢測應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)流量是否契合預(yù)設(shè)好的安全策略，阻攔異常的網(wǎng)絡(luò)行為，避免應(yīng)用程序遭受攻擊或者被惡意利用。一旦察覺到可疑行為，便及時發(fā)出警報，并采取與之相對應(yīng)的阻斷舉措，來保護車輛系統(tǒng)以及用戶數(shù)據(jù)的安全。

2.2 強化安全芯片與硬件安全模塊

2.2.1 安全芯片研發(fā)

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的不斷發(fā)展，汽車安全芯片已成為車輛安全的關(guān)鍵核心，其重要程度逐漸凸顯。要著重加大對汽車安全芯片的研發(fā)投入，把頂尖芯片設(shè)計的人才及各類相關(guān)資源匯聚在一起，全力提升芯片的性能及安全性。安全芯片須具備強大的加密處理能力，要快速高效地對大量的數(shù)據(jù)展開加密和解密的運算操作，滿足車輛在數(shù)據(jù)傳輸、身份認證等諸多場景下的實時性要求。安全芯片具備安全存儲功能，為車輛關(guān)鍵數(shù)據(jù)，例如車輛的身份信息、密鑰以及證書等提供可靠的存儲。這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)存放在安全芯片內(nèi)部的存儲區(qū)域，受到硬件的保護，可以防止數(shù)據(jù)被非法讀取、篡改、竊取。并且，安全芯片需要擁有抗攻擊的能力，可以抵御各種各樣的物理攻擊和軟件攻擊，比如側(cè)信道攻擊、惡意代碼注入、緩沖區(qū)溢出攻擊等，保證它在復(fù)雜且惡劣的環(huán)境中能夠穩(wěn)定可靠地開展工作，為車輛的安全運行筑牢堅實的根基。另外，為了能滿足不同車輛系統(tǒng)及各種應(yīng)用場景提出的需求，安全芯片還應(yīng)具備較好的兼容性與可擴展性，能夠和車輛的其他電子控制單元和硬件設(shè)備無縫對接，同時還需支持多種加密算法和安全協(xié)議，方便后續(xù)進行功能升級與擴展，適應(yīng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的快速發(fā)展態(tài)勢。

2.2.2 硬件安全模塊集成

在車輛關(guān)鍵的部件中集成硬件安全模塊，切實有效地提升車輛的安全性。車用密碼芯片本身是一種專門被用于開展密碼運算的硬件安全模塊，具備高速、可靠的能力。它能夠迅速地執(zhí)行各種不同的加密解密算法、散列算法以及數(shù)字簽名算法等，為車輛在通信安全、身份認證等多方面給予關(guān)鍵核心密碼的有力支持?？尚艌?zhí)行環(huán)境是一種極為重要的硬件安全模塊，為車輛安全敏感操作營造出一個和普通執(zhí)行環(huán)境隔離可信區(qū)域。在可信執(zhí)行環(huán)境中，安全地對車輛的關(guān)鍵數(shù)據(jù)及密鑰進行存儲和處理，還可執(zhí)行像身份認證、安全啟動等重要的安全功能。例如，車輛啟動的過程中，借助可信執(zhí)行環(huán)境來開展安全啟動驗證，保證車輛的啟動程序以及操作系統(tǒng)未遭到篡改，為車輛從啟動至運行整個流程的安全性提供有力保障。為了充分發(fā)揮硬件安全模塊的作用，要加強車輛軟件系統(tǒng)協(xié)同工作。開發(fā)對應(yīng)的安全中間件及驅(qū)動程序，讓車輛的軟件應(yīng)用能夠便捷地調(diào)用硬件安全模塊的安全功能。與此同時，構(gòu)建硬件安全模塊的管理與更新體系，按時對硬件安全模塊的固件更新升級，及時修復(fù)潛在的安全漏洞，提升安全度與性能，保證車輛系統(tǒng)能夠長期處于安全可靠的運行狀態(tài)。

2.3 提升軟件安全開發(fā)與管理能力

2.3.1 建立安全開發(fā)流程

汽車制造商以及軟件供應(yīng)商要充分認識軟件安全在智能網(wǎng)聯(lián)汽車當中的重要程度，建立嚴格完善的安全開發(fā)流程。在軟件設(shè)計階段，組織專業(yè)的安全團隊和開發(fā)團隊一起進行安全需求的分析及風(fēng)險評估。要全方位地識別車輛軟件在功能實現(xiàn)、數(shù)據(jù)處理、通信交互等方面有可能遭遇的安全威脅，像網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露、惡意軟件入侵等，并且依據(jù)評估結(jié)果制定出詳盡的安全設(shè)計策略，包含安全架構(gòu)的設(shè)計、訪問控制策略、加密策略等內(nèi)容。軟件編碼階段，需制定出安全的編程規(guī)范，并嚴格執(zhí)行。開發(fā)人員依照規(guī)范的編碼風(fēng)格進行操作，避免使用容易引發(fā)安全漏洞的代碼結(jié)構(gòu)及函數(shù)，采用人工代碼審查和自動化代碼掃描工具相結(jié)合的方式，對代碼展開多輪的審查，及時發(fā)現(xiàn)并且修復(fù)代碼中存在的安全漏洞和編碼錯誤。在軟件測試階段，要全方位地開展安全測試工作。除了常見的功能測試、性能測試外，需著重推進安全測試的相關(guān)工作，像漏洞掃描、滲透測試、模糊測試等都應(yīng)包含在測試范圍內(nèi)。漏洞掃描工具能夠迅速找出軟件里已知的安全漏洞；滲透測試是通過模擬黑客展開攻擊的方式，深度探尋軟件潛在的安全風(fēng)險；模糊測試會針對軟件的輸入來實施各種異常及邊界值的數(shù)據(jù)測試，檢驗軟件在碰到異常輸入狀況時的穩(wěn)定性與安全性。將多種安全測試手段綜合運用，保證軟件在正式發(fā)布前可以修復(fù)好已知的安全問題，提升軟件的安全性以及可靠性。除此之外，在軟件開發(fā)的過程中，還應(yīng)加強開發(fā)團隊的安全意識培訓(xùn)。定期組織安全培訓(xùn)課程及研討會，把最新的網(wǎng)絡(luò)安全知識、軟件安全開發(fā)技術(shù)以及攻防案例傳授給開發(fā)人員，提高開發(fā)人員的安全意識以及安全開發(fā)技能，從源頭上降低軟件安全問題出現(xiàn)的概率。

2.3.2 軟件更新與維護管理

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)持續(xù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全威脅越發(fā)復(fù)雜背景下，建立完善的軟件更新管理機制迫在眉睫。建立健全的軟件更新管理流程，明確軟件更新的觸發(fā)條件、對更新內(nèi)容的審核、更新包的生成、更新推送，還有更新后驗證等各個環(huán)節(jié)涉及的操作規(guī)范和職責(zé)分工。軟件更新要經(jīng)歷嚴格的測試和驗證流程，包括實驗室測試階段、小范圍選取試點及大規(guī)模展開測試等階段。在實驗室測試環(huán)境中，要對軟件更新包展開全方面的功能測試、兼容性測試及安全測試，保證更新完成后的軟件可以正常運轉(zhuǎn)，且不會引入新的安全漏洞。小范圍選取試點進行測試，挑出一部分車輛在實際的道路上開展測試，收集真實環(huán)境下的運行數(shù)據(jù)及用戶給出的反饋意見，驗證軟件更新后的效果及穩(wěn)定性。只有經(jīng)過了充分測試和驗證的軟件更新包，才可以正式推送給全體用戶。加強對軟件的維護管理工作，及時跟蹤和監(jiān)測軟件的運行狀態(tài)。建立軟件運行狀態(tài)的監(jiān)測體系，實時收集車輛軟件的運行日志、錯誤信息以及性能方面等各項指標數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行分析與挖掘，及時察覺軟件里的潛在問題及安全隱患。與此同時，建立專業(yè)的軟件維護團隊，負責(zé)處理軟件在運行期間出現(xiàn)的各類問題，及時對已知的軟件漏洞及安全隱患進行修復(fù)，為用戶營造出更安全、更穩(wěn)定、更可靠的軟件使用環(huán)境。在車輛銷售和使用期間，汽車制造商需持續(xù)留意網(wǎng)絡(luò)安全的最新動向及安全威脅相關(guān)的情報，及時把有關(guān)的安全更新內(nèi)容及補丁傳送給車輛用戶。借助遠程軟件更新技術(shù)，實現(xiàn)軟件更新的便捷推送與安裝，保證車輛軟件一直處于最新的安全狀態(tài)，切實有效地抵御各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅。

4 結(jié)語

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場需求的增大，其技術(shù)也會不斷發(fā)展，安全防護體系的完善程度直接影響產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。后續(xù)要對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的全生命周期數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)現(xiàn)有的法律法規(guī)和標準，逐步優(yōu)化其安全防護體系，確保全生命周期內(nèi)數(shù)據(jù)的機密性、完整性、可用性和安全性，提高智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全開發(fā)能力、抵御和防范威脅的能力，為人們提供更加安全、便捷、高效的出行體驗，拓寬汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，推動汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，為社會經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻。

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