汽车网络化后的安全挑战

寂静天花板

推崇安全至上的人们期望有一天车辆之间可以彼此对话，从而有效地减少交通事故的发生。然而手机通信技术的发展或许会削减这种车与车之间的通信（V2V）带来的某些好处，此外对网络安全的担忧也需要长久且复杂的策略。
车与车（V2V）以及车与基础设施（V2I）之间的通讯采用专用短程通信技术（DSRC）提供有关车辆速度及方位的信息。此类通信技术统称为V2X，在降低交通事故方面可以发挥重要作用。美国和欧洲政府不久就将此项技术纳入强制性法规中。在日本，该技术相关产品的出货量开始逐渐提升，为行业应用探索了一个可行的模式。
5 u6 X# U9 D& q1 d" l7 v4 V; D2 T) x“我们今年已经开始销售配置V2V技术的车辆，而四年前就已经开始销售配置V2I的车型了，”丰田汽车研发中心车辆集成系统部门负责人Hideki Hada说道。“在日本的应用与美国相似，只是频率不同。针对美国市场，我们只需要改一下收音机芯片和天线。”
6 ~# G% |6 G5 `市场的热情并非毫无根据。美国高速公路安全管理局（NHTSA）在一项研究中发现V2X可以帮助降低22种碰撞（共37种）发生的可能性以及严重性。这项技术对交通安全的提升效果要明显大于其他NHTSA所做的努力。
4 P; C$ Y4 w0 V! k! Z  B7 p“这几乎占到所有碰撞类型的80%，”通用公司全球车辆安全总监John Capp说道。“就算将所有针对安全带和安全气囊做的工作加在一起，也无法与V2X 所带来的效果相比。”不过，达到这样的效果也并非一蹴而就的。一旦政府将这项技术纳入强制性法规中，要实现车辆之间的通信，也需要许多年的时间才能让采用这项技术的车辆达到一定的量。
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通用公司在2017款凯迪拉克CTS上将配备V2V技术，强调了其对DSRC的支持。不过，虽然目前凯迪拉克车主可能还无法从车与车的通信中享受到任何好处，但是通用认为其策略可以积攒大量的实践知识，而只有很少的不利因素。如果NHTSA制订的法规并不能完全兼容的话，其所带来的改变将是微不足道的。
. Q6 e9 V& |1 |# f“我们认为标准已经准备好，”Capp说道。“有一定风险，但是我们有处理风险的准备。如果我们要对一些车型的系统进行更新的话，挑战并不太大。最主要的问题是网络安全。”
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在政策正式实施之前，汽车制造商目前通过载Telematics网络来实现DSRC可以提供的功能。发送到云端的信号可以向驾驶员提供路况或其他信息。
“采用目前已经得到广泛应用的云端及3G/4G技术可以实现V2V可以带来的大部分好处，”沃尔沃安全类电子及功能高级技术负责人Erik Coelingh说道。“如果道路湿滑，车辆可以将该信息传递给云端，然后再分享给该区域的其他车辆。当有事故发生时，打给紧急服务中心的电话也可以分享给其他车辆，其他可分享的信息还比如车辆抛锚等。”
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9 `! [$ o3 w6 ]2 p0 B6 s* d, p实现类似提供交通警报等任务曾经一度被认为是分摊DSRC成本的一种方式，但是目前来看似乎已经行不通。互联汽车之间的高速通信让诸如此类的任务显得微不足道。
+ Q3 D- n) x/ {  G2 b" [“如果DSRC可以早十年推向市场的话，或许还可以通过这种技术来进行系统固件的更新，”QNX软件系统公司业务拓展全球总监Andrew Poliak说道。“但是其出现的时间太长，以至于最后出现了许多其他技术。”
不过，将信号发送给蜂窝塔，然后再向车辆发送信息，这之间会有一定的延迟。对于安全相关的警告来说，延迟是不被允许的。
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" [1 W3 S( N2 p0 t# e“DSRC的延迟很低，而且有效性高，这对于发送一些基本的安全信息比如速度、位置和方向等来说非常重要，”福特全球驾驶员辅助及主动安全系统经理Mike Shulman说道。
  j5 O" |# t& |1 P3 u4 K% h据称下一代蜂窝通信技术（5G）可以将延迟降低到安全系统可以接受的水平，这样就可以替代DSRC解决方案。不过，5G技术的推出时间尚无法确定，前期的覆盖范围也会非常有限。此外，切换到5G技术需要大量的测试和开发工作，而目前这些针对V2X已经展开。
V2V的推行还有一个非常大的障碍就是安全性。汽车行业对于网络安全性的担忧远远超过了来自传统黑客程序的攻击。对于车辆的保护从其出厂一刻就开始，一直到车辆报废结束。此外，售后市场供应商可能也要参与进来。
“售后市场或许是从中获益的最佳方式，你不用等很多年后大部分车辆都具有V2V通信功能，”天合汽车公司产品规划经理Andy Whydell说道。“网络安全会是一个挑战，但是也取决于售后产品需要从车辆上获取多少信息。目前还不清楚OEM对那些还没有经过测试的售后产品会开放多少信息。考虑到对网络安全的担忧，OEM如果不确定售后产品会执行哪些功能，不管有意无意，他们可能不会提供太多的信息。”
V2X模块制造商需要确保信息的安全，他们需要在模块中采用加密措施，确保黑客不会侵入。
$ k$ k+ j1 _: H“这些模块需要经过认证，在确保系统安全方面，操作系统是一个关键的要素，”Poliak说道。“此外还要有证书管理策略，以及生成秘钥的方式，对模块进行安全管理。”
. m, g3 n$ G+ ~& x5 x' s) R  o如果最终大多数车辆都配备了V2X模块，整个网络的规模也会是一个挑战。车辆不会有时间来判断它们通信的对象是经过认证的模块还是有其他目的的黑客。
4 Z, r! u, P9 T) a, Q2 b“当一辆车遇到另外一辆从未有过交流的车辆，如何确保彼此是可靠的源，这样两辆车就可以知道彼此发送的信息是合法的，”Shulman说道。“对于像美国这样拥有两亿辆汽车保有量的市场来说，V2V将构建一个有史以来最大的公共基础设施系统。”
* e6 R* F* h5 g) N在车辆进入到维修保养阶段，网络安全性依然是一个很大的问题。即使V2X模块需要维修或更换，安全秘钥和证书必须要得到严格的保护。

“此外还有一些具有挑战性的安全问题，”Piliak说道。“在安全策略和要求人们可以在车辆上工作的法规之间将出现彼此妥协的情况。在工作的权利和保护安全模块之间需要作出平衡。”
一旦V2X被纳入强制性法规，NHTSA在为这项安全类技术创建安全架构方面将会扮演重要角色。在目前阶段，NHTSA所扮演的角色还不确定。观察家认为立法机构需要与第三方合作，对保护性机制实施监管。
“一种模式可以是，NHTSA负责确定技术要求，然后将安全系统的执行交给第三方，而NHTSA则保留一定的监管权，”Capp说道。
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