無人駕駛汽車技術普及的可能性

李漢臣　王騰飛　孫云衛

摘要：隨著人工智能技術不斷發展，智能汽車無人駕駛技術也是人工智能的革命性科技成果之一。然而無人駕駛技術的普及問題也成為了各界討論的重點。其中涉及到的不僅僅是傳統汽車技術安全問題，更有許多非傳統安全隱患有待解決，這些問題都成為了無人駕駛汽車技術普及的障礙。本文就此展開討論，提出在人工智能技術背景下無人駕駛技術普及的難點。

關鍵詞：人工智能;非傳統安全隱患;無人駕駛技術;

1.車聯網技術與無人駕駛技術

無人駕駛汽車是一種智能汽車，也可以稱之為輪式移動機器人主要依靠車內的以計算機系統為主的智能駕駛儀來實現無人駕駛。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環境，并根據感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛在行駛過程中不需要人工控制汽車，從而讓人們能有更多的空余時間去處理其他事情。無人汽車的碳排放量也少，這就減輕了汽車對空氣的污染。

無人駕駛技術目前已經基本實現，但是要真正應用必須要有完備的車聯網技術做支撐。車聯網借助裝載在車輛上的傳感設備，收集車輛和車內乘員的信息，通過網絡共享，實現駕駛員、車、行人、車聯網平臺、城市網絡的互聯，從而實現智能、安全駕駛，以及享受技術和生活服務等。

2015年8月29日，宇通無人駕駛客車在河南鄭開大道開放道路測試，在開放道路交通條件下，全程無人工干預首次成功運行;2018年7月4日，百度Apollo無人駕駛公交車將發往北京、雄安、深圳、福建平潭、湖北武漢、日本東京等地開展商業化運營。可見無人駕駛技術的應用必須是車聯網技術高度成熟的智能城市中實現，但即便如此無人駕駛技術任然也沒有普遍應用到私人汽車上。

2.車聯網技術安全規范

目前為止，車聯網技術的應用極大地豐富了我們的駕駛體驗，但這都是在駕駛人員可以操控汽車駕駛的情況下，哪怕是目前許多汽車都有的定速巡航功能也是人為可以中斷的。可以說在駕駛這一點上人們比起相信技術還是更能相信自己。一旦車聯網技術發展到無人駕駛，人們普遍開始質疑這項技術帶來的巨大安全隱患。實際上隨著車聯網而來的，以信息篡改、病毒入侵、惡意代碼植入等手段對聯網汽車進行網絡攻擊而引發的汽車網絡安全問題也愈發嚴峻。

2015年Charlie Miller與 Chris Valasek遠程破解了Jeep汽車，導致其召回140萬輛汽車;2016年日產LEAF汽車API遭泄露，黑客可遠程控制;同年，Troy Hunt發現日產聆風手機APP存在漏洞，全球停止Nissan Connect服務;2017年，騰訊科恩實驗室實現了遠程無接觸式破解Tesla，可以在駐車狀態和行駛狀態下遠程控制。

政府在這樣的背景下對車聯網標準做出了相應的規范。

2018年9月中國信通院（原工信部電信研究院）發布《汽車電子網絡安全標準化白皮書（2018）》，從技術、產業、政策措施3個維度對車聯網國內外發展現狀及趨勢作了分析。

智能化方面，主要依賴車載傳感器、控制器和執行器，對 CMOS 傳感器、MEMS傳感器、激光雷達、超聲波傳感器及車載計算平臺等提出大量需求。實現高級別自動駕駛仍依賴于汽車電子性能的不斷提升。

在標準化方面，國內 LTE-V2X 標準體系建設和核心標準規范也基本建設完成，包括空中接口技術要求、安全技術要求以及網絡層與應用層技術要求等各個部分。在《汽車電子網絡安全標準化白皮書（2018）》中對威脅產生的負面影響的嚴重程度以及攻擊成功的可能性兩方面進行了風險評估，威脅產生的負面影響的嚴重程度由低到高分為S0到S4一共五個級別威脅影響嚴重程度。根據攻擊者的專業知識、攻擊者數量和攻擊者設備等攻擊可能性相關元素分析將威脅等級分為P0到P4五個威脅等級。最后根據S參數與P參數構建出車輛安全等級確定矩陣，將智能汽車安全等級劃分為R0到R4五個安全等級。

3.無人駕駛技術普及難點分析

無人駕駛技術想要真正普及大眾其中難點主要是以下三點：

首先是安全問題。無人駕駛智能汽車的安全問題包括了傳統汽車安全問題和網絡安全問題。對傳統汽車的攻擊還只停留在物理層和電子層面，但在汽車加入車聯網和各種傳感器以及通信設備后，這樣一臺無人駕駛汽車可以攻擊的層面將多到讓人防不勝防。

基礎器件層面，汽車中大量使用的傳感器、處理芯片等就可能有各種技術缺陷，如信號干擾和緩沖區溢出等，可能在遭受攻擊時影響汽車正常行駛功能，構成嚴重安全威脅。軟硬件設備層面，車載網關這類關鍵設備在認證和信號分析等方面都可能存在較高安全風險，能夠被攻擊者操控利用。通信總線層面，從現代網絡安全角度來看，CAN總線的消息機制設計極其不安全，缺乏必要的加密和訪問控制機制，通信不認證，消息不校驗，面臨消息偽造、拒絕服務等一系列風險，需要進行安全加固。車載操作系統層面，繼承自傳統操作系統的各版本面臨各種已知漏洞威脅，且易于被攻擊者利用安裝可疑應用程序，竊取各類數據，還可能產生控制車輛的風險，對駕駛安全造成一定隱患。云服務平臺層面，可能存在傳統操作系統漏洞及虛擬資源調度問題，還可能負責車輛控制和敏感數據的傳輸存儲，但大部分平臺目前訪問控制策略偏弱，攻擊者能夠偽造憑證訪問并獲取大量數據，對車輛本身及用戶數據隱私構成威脅，還可能影響到部分可遠程控制的車載功能。

第二點是成本問題。安全問題對無人駕駛汽車提出了高精度傳感器、總線加密、車載系統完善和云服務平臺更新等要求。即便是在以上各種安全問題解決以后，無人駕駛汽車任然要面對最尷尬的一個問題就是它的成本。一臺安全的無人駕駛智能汽車的70%以上的成本是其中的電子設備。也就是說一臺10萬售價的傳統汽車，改為出廠一臺具有同樣性能并且安全性能有保障的無人駕駛汽車其價格將上升7倍以上。如果無人駕駛汽車想要普及到大眾私家車層面上，這樣的價格會讓許多普通大眾對無人駕駛智能汽車望而卻步。車聯網云服務平臺的服務和維護費用也是不得不考慮的成本問題之一。

4.總結

無人駕駛技術普及已經是大勢所趨，但并不是短時時間內可以實現的。無人駕駛技術面對的三大問題是環環相扣的，其根源還是各種各樣的技術問題，所以無人駕駛汽車技術任然處于不成熟的階段。它就像個新生的嬰兒，潛力無限卻還需要我們悉心呵護與栽培，我們不應該懼怕它，應該對他給予信心，相信在一代代人的不懈努力下，他終將成為造福人類的巨人。

作者簡介

李漢臣（1994.08.28-）男，漢，籍貫：四川，學歷：在讀碩士研究生，單位：成都理工大學，研究方向：信號處理。

王騰飛（1991.02.05-）男，漢，籍貫：山西，學歷：在讀碩士研究生，單位：成都理工大學，研究方向：信號處理。

孫云衛（1995.05.15-）男，漢，籍貫：江西，學歷：在讀碩士研究生，單位：成都理工大學，研究方向：信號處理。