汽車網絡化后的安全挑戰

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話，從而有效地減少交通事故的發生。然而手機通信技術的發展或許會削減這種車與車之間的通信（V2V）帶來的某些好處，此外對網絡安全的擔憂也需要長久且復雜的策略。
7 Q2 q0 _) s# {/ J3 u2 Q: k! W車與車（V2V）以及車與基礎設施（V2I）之間的通訊采用專用短程通信技術（DSRC）提供有關車輛速度及方位的信息。此類通信技術統稱為V2X，在降低交通事故方面可以發揮重要作用。美國和歐洲政府不久就將此項技術納入強制性法規中。在日本，該技術相關產品的出貨量開始逐漸提升，為行業應用探索了一個可行的模式。
“我們今年已經開始銷售配置V2V技術的車輛，而四年前就已經開始銷售配置V2I的車型了，”豐田汽車研發中心車輛集成系統部門負責人Hideki Hada說道。“在日本的應用與美國相似，只是頻率不同。針對美國市場，我們只需要改一下收音機芯片和天線。”
市場的熱情并非毫無根據。美國高速公路安全管理局（NHTSA）在一項研究中發現V2X可以幫助降低22種碰撞（共37種）發生的可能性以及嚴重性。這項技術對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John Capp說道。“就算將所有針對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，達到這樣的效果也并非一蹴而就的。一旦政府將這項技術納入強制性法規中，要實現車輛之間的通信，也需要許多年的時間才能讓采用這項技術的車輛達到一定的量。
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通用公司在2017款凱迪拉克CTS上將配備V2V技術，強調了其對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，但是通用認為其策略可以積攢大量的實踐知識，而只有很少的不利因素。如果NHTSA制訂的法規并不能完全兼容的話，其所帶來的改變將是微不足道的。
5 \2 D1 F0 q, q. P- |4 V. O3 H“我們認為標準已經準備好，”Capp說道。“有一定風險，但是我們有處理風險的準備。如果我們要對一些車型的系統進行更新的話，挑戰并不太大。最主要的問題是網絡安全。”
* G1 u- d. R5 P; J蜂窩通信
在政策正式實施之前，汽車制造商目前通過載Telematics網絡來實現DSRC可以提供的功能。發送到云端的信號可以向駕駛員提供路況或其他信息。
“采用目前已經得到廣泛應用的云端及3G/4G技術可以實現V2V可以帶來的大部分好處，”沃爾沃安全類電子及功能高級技術負責人Erik Coelingh說道。“如果道路濕滑，車輛可以將該信息傳遞給云端，然后再分享給該區域的其他車輛。當有事故發生時，打給緊急服務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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! A0 g  @/ g5 r: ]+ W% {實現類似提供交通警報等任務曾經一度被認為是分攤DSRC成本的一種方式，但是目前來看似乎已經行不通。互聯汽車之間的高速通信讓諸如此類的任務顯得微不足道。
“如果DSRC可以早十年推向市場的話，或許還可以通過這種技術來進行系統固件的更新，”QNX軟件系統公司業務拓展全球總監Andrew Poliak說道。“但是其出現的時間太長，以至于最后出現了許多其他技術。”
) w! U/ @2 `0 n; O7 t不過，將信號發送給蜂窩塔，然后再向車輛發送信息，這之間會有一定的延遲。對于安全相關的警告來說，延遲是不被允許的。


" P1 ]! e/ b, F  m' j“DSRC的延遲很低，而且有效性高，這對于發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安全系統經理Mike Shulman說道。
2 I/ ], ^1 X& R據稱下一代蜂窩通信技術（5G）可以將延遲降低到安全系統可以接受的水平，這樣就可以替代DSRC解決方案。不過，5G技術的推出時間尚無法確定，前期的覆蓋范圍也會非常有限。此外，切換到5G技術需要大量的測試和開發工作，而目前這些針對V2X已經展開。
V2V的推行還有一個非常大的障礙就是安全性。汽車行業對于網絡安全性的擔憂遠遠超過了來自傳統黑客程序的攻擊。對于車輛的保護從其出廠一刻就開始，一直到車輛報廢結束。此外，售后市場供應商可能也要參與進來。
“售后市場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，”天合汽車公司產品規劃經理Andy Whydell說道。“網絡安全會是一個挑戰，但是也取決于售后產品需要從車輛上獲取多少信息。目前還不清楚OEM對那些還沒有經過測試的售后產品會開放多少信息。考慮到對網絡安全的擔憂，OEM如果不確定售后產品會執行哪些功能，不管有意無意，他們可能不會提供太多的信息。”
8 a! o/ q( \# r$ RV2X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，確保黑客不會侵入。
“這些模塊需要經過認證，在確保系統安全方面，操作系統是一個關鍵的要素，”Poliak說道。“此外還要有證書管理策略，以及生成秘鑰的方式，對模塊進行安全管理。”
如果最終大多數車輛都配備了V2X模塊，整個網絡的規模也會是一個挑戰。車輛不會有時間來判斷它們通信的對象是經過認證的模塊還是有其他目的的黑客。
“當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送的信息是合法的，”Shulman說道。“對于像美國這樣擁有兩億輛汽車保有量的市場來說，V2V將構建一個有史以來最大的公共基礎設施系統。”
在車輛進入到維修保養階段，網絡安全性依然是一個很大的問題。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格的保護。

“此外還有一些具有挑戰性的安全問題，”Piliak說道。“在安全策略和要求人們可以在車輛上工作的法規之間將出現彼此妥協的情況。在工作的權利和保護安全模塊之間需要作出平衡。”
一旦V2X被納入強制性法規，NHTSA在為這項安全類技術創建安全架構方面將會扮演重要角色。在目前階段，NHTSA所扮演的角色還不確定。觀察家認為立法機構需要與第三方合作，對保護性機制實施監管。
6 `; V7 I: |  O& }$ `0 ~$ B  h“一種模式可以是，NHTSA負責確定技術要求，然后將安全系統的執行交給第三方，而NHTSA則保留一定的監管權，”Capp說道。
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