5G智能車聯網安全研究初探

王晨 姚文葉

【摘要】? ? 21世紀以來，我國經濟經歷了大發展大繁榮，這也就帶動著我國的各個產業都實現了長足的發展。近些年，我國通信技術得到了迅猛的發展，同時通信技術也被應用到了生產領域。將網絡信息技術應用于汽車制造是一次偉大的嘗試嘗試，且該項目已在我國取得了初步的成效。現階段5G技術已經成為了時代發展的潮流，進而將5G技術應用到汽車制造過程中也成為了大勢所趨。智能車輛在使用過程中一個主要的問題就是其安全問題，故而為了促進智能車輛的長遠發展就應當對其安全問題更加重視。由此可見，對5G智能車聯網安全這一課題進行深入研究是尤為必要的。本篇文章將從5G智能車聯網安全的概述、5G智能車聯網安全場景和框架、5G車聯網技術現階段存在的難題與5G智能車聯網安全的關鍵技術四方面展開敘述，力求揭示5G智能車聯網發展現狀，實現5G智能車聯網進一步向前發展的目的。

【關鍵詞】? ? 5G網絡? ? 智能車聯網? ? 安全問題

隨著科學技術的不斷發展，也帶動了車聯網技術的發展。汽車制造與人們的生活關系極為密切，其對于推動市場經濟發展做出了極大的貢獻，而5G技術在汽車制造領域發揮著非常重要的作用[1]。現階段，傳統的通信網絡技術已經無法對車聯網發展的實際需求進行滿足，故爾應當在車聯網技術中更多應用5G技術，進而使車聯網技術能夠進一步向前發展。但隨著車輛被遠程控制程度不斷加深，且智能化融入汽車領域后，汽車的安全問題也成為了其發展過程中的一個主要問題。經統計發現，最近幾年智能車聯網遭到惡意攻擊事件的數量整體上呈現出不斷上升的趨勢，所以應當加強對智能車聯網安全問題的探究。最終將智能車聯網不良事件發生的概率降到最低，促進智能車聯網的不斷向好發展。

一、5G智能車聯網安全的概述

5G智能車聯網指的是在人工智能與5G技術的基礎上，將云平臺、車、人與路進行網絡通信的連接。智能車聯網原理是用傳感技術對車輛狀態信息進行感知，同時借助現代智能信息處理技術和無線通信網絡的幫助對交通信息服務進行決策，對車輛進行智能化控制的管理[2]。現階段在智能車聯網發展過程中，仍舊能夠發現許多安全問題，例如車輛在沒有安全保護的情況下運行的時候，基礎設施和車輛就會存在嚴重的問題，如若在此時遇到惡意的攻擊者對容易受攻擊的連接點進行攻擊操作，這就會對車輛造成毀滅性的打擊。

二、5G智能車聯網安全場景和框架

2.1智能安全場景

如圖1智能車聯網安全場景是以衛星網絡的分布式無線自組網構架和5G技術為基礎的。智能安全場所所體現的核心思想是在一定的范圍里，車輛和道路設施、車輛與車輛、人和人之間能夠實現相互通信。自組的車聯網網絡構架通常是由五部分組成的，即路旁單元、人、衛星通信網絡、5G網絡以及車載單元。車載單元通常是以車輛為載體。同時其作為嵌入式的處理單元也具有一定的信息處理能力，處理信息的能力包括車輛定位、剎車狀態、車輛運行速度、發動機狀態等。路旁單元所發揮的作用是在接收區域內可以為車載單元提供無線接入，路旁單元通常承載的區域是在紅綠紅綠燈桿以及公交車站牌等道路設備上。信息云平臺主要發揮的作用是實現道路設備、人和車輛之間的通信，進而對車輛的信息能夠進行深度的處理，信息云平臺的用途是緊急救援、安全警報、道路導航等。衛星通信網絡和5G網絡的作用是為人、車輛、道路設備進行信息云平臺的接入提供服務。

2.2智能安全框架

智能安全框架主要包括三個層面的內容，即智能安全網絡層、智能安全感知層、智能安全應用層[3]。

智能安全網絡層包括了衛星網絡、5G網絡、專用網絡等技術，其主要目的是能夠實現衛星、5G等模式的網絡通信。能夠對智能安全網絡層進行支持的技術主要有D2D通信、毫米波等。同時智能安全網絡層還兼容了國密通信密碼的通信協議，通過這樣的方式能夠對信息的安全輸出進行最大程度的保證。智能安全感知層包含的設備也是多樣的，主要有定位感知設備、交通引導收發設備、道路感知設備等，智能安全感知層的主要作用是將感知功能應用到道路設備中。

車路通信安全、車輛信息防篡改、車輛信息安全加密等都被包含在了智能安全應用層之中。運用智能安全應用層可以實現對人、交通、車輛、道路設備等信息進行大數據的風險分析，進而融合大數據的計算進行決策。在綜合決策過程中，發揮主要作用的是智能引擎，智能引擎是一種能夠將網絡層信息獲取的技術。而后智能引擎就會將這些信息作為參考，為用戶最終提供出合理的安全解決方案。

三、5G車聯網技術現階段存在的難題

為更好地推進5G車聯網技術的不斷發展，就應當對現階段該技術存在的問題進行全面的探究。經過不斷的實踐研究，現將5G車聯網技術存在的問題總結為如下幾個方面：

3.1時延受限

二十一世紀以來，人們已經進入了互聯網時代，隨著互聯網信息的日益發展，人們對于網絡通信的需求也變得越來越多。不同類型的通信網絡對通對通信速度也有著不一樣的要求，即便通信網絡對不同類型的通信有著并不相同的協議和標準，但在網絡融合和處理數據的過程中也會面臨許多問題。這種情況的出現，就會延緩車聯網系統的運行效率。同時在車輛距離受到限制和快速移動的過程中可視距離環境也會變得尤為復雜，進而通信質量就會受到一定程度上的干擾，通信時延也會大大受限。針對這一現實情況，車聯網就對通信技術的穩定性提出了更高層面的要求。

3.2體系結構復雜

現階段，互聯網信息技術得到了飛速的發展，故而用戶們也希望能夠得到全方位、多層面的體驗，這也就導致了車聯網的體系結構相較以往變得更加復雜。為了更好地將車聯網體系進行應用，就需要在現有的基礎上進行操作，將更為科學化的通信模型建立起來。在這時，就需要運用RSU對整個移動框架進行支持。經過大量的實踐研究后發現，隨著車聯網體系結構愈發復雜化，其能量消耗和設計成本也得到了一定增加，最終增加了整體成本。

3.3信息安全指數低

在實際生活過程中，隨著互聯網的發展，人和人之間的溝通主要借助互聯網。而車聯網技術的用戶的信息會被在網絡框架之中進行連接，如若用戶的防范意識較低。就極有可能發生個人信息泄露在網絡上的情況。而后在頻繁的通信之中，用戶的個人信息就會受到極大的安全威脅。由此可見，信息安全指數低是5G車聯網技術現階段面臨的一個主要問題。如若用戶的個人隱私無法得到保障，則5G車聯網就無法實現長足的發展。故而應當在5G車聯網不斷發展的過程中加強對用戶信息安全的重視程度。

四、5G智能車聯網安全的關鍵技術

5G智能車聯網是互聯網時代下一項極為重要的創新。5G智能車聯網是對以往的技術進行發展和創新而形成的最新技術。所以應當對5G智能車聯網關鍵技術進行深入的探究。經過不斷實踐研究，現將5G智能車聯網安全關鍵技術總結為以下幾個方面：

1、安全通信。在5G智能車聯網測試過程中，仍舊能夠發現一些比較嚴重的安全問題。比如一些惡意車輛將虛假信息發送，進而對目標車輛進行欺騙，最終使車主的隱私信息以及車輛本身信息都被泄露。與此同時，一些惡意車輛還會對多個不同身份進行偽造或者偷竊，這種情況的出現就會對人員的生命財產安全造成極為嚴重的威脅。但將5G運用到智能車聯網安全中就可以對這一問題進行有效的規避。在5G智能車使用過程中，不同的接入點與終端用戶之間是需要進行頻繁的認證的，進而能夠達到防止中間人攻擊的目的，還能避免假冒終端的情況的出現。

2、隱私保護。在對安全通信進行保障后，就應當加強對車輛和人員隱私安全性的保障。車輛人員以及車輛本身的信息在車輛無線信號處于開放空間傳輸過程中極為容易被人截取，而后暴露。由此可見，加強對車輛以及人員隱私安全的保證已經成為了5G車聯網技術研究的重點內容。關于問題的研究現階段已經取得了初步的成效，并已經采取了一定的措施。目前被主要應用的方式有適用于5G的新型安全通信與隱私保護協議、動態匿名方案等。

3、射頻識別。在以往的車聯網技術中，主要被應用的系統有條形碼或者是磁條。但現階段射頻技術已經基本將這些系統進行了取代。射頻識別主要由三個實體組成，即標簽、閱讀器和后端數據庫。射頻識別標簽的主要原理是標簽能夠對物品關鍵信息進行記錄，閱讀器實現對關鍵信息的讀取 ，后端數據庫對所有信息進行管理。標簽的基本特征是小尺寸超輕量級特性與低成本，閱讀器的優勢是低能耗加密。運用射頻的方式，標簽能夠實現和閱讀器的相互通信，閱讀器能夠對標簽的內容進行讀取。該技術不僅可以被應用于5G智能車聯網領域，同時也可以被應用于許多其他領域。這些領域包括信用卡、倉儲物流、電子護照等。應當注意的是射頻標簽還應當具有耐熱、抗干擾、防水的特征。

4、硬件安全。5G智能車聯網硬件安全需要對全球化供應鏈在運行過程中產生的各種安全風險進行保護。其主要包含，1）運用惡意軟件，比如注入故障等。2）專業威脅，例如修改數據、未經授權進行訪問、對硬件進行修改等行為。3）硬件木馬和邊通道攻擊。需要謹慎的對受到攻擊的物理設備進行檢查，因為如果發現這種情況，處在運行過程中的物理設備都會受到不同程度的影響。

5、安全認證。現階段我國新興技術得到了長足的發展，安全認證方式也得到了極大的豐富。目前主要的安全認證方式包括二次驗證，去中心化可離線認證、基于數字證書技術的軟件或硬件加密、雙向認證等等。安全認證對于5G車聯網安全至關重要。所以在日后的實踐過程中，也應當對安全認證進一步進行探究，不斷豐富安全認證方法，對5G車聯網安全進行最大程度的保證，并不斷促進5G車聯網技術的發展。

五、結束語

隨著互聯網技術的發展，我國的5G通信也在如火如荼的進行著。5G技術也會隨著時間的推移普及率越來越高。將5G技術應用到車聯網是一次極為正確的嘗試，該技術也會隨著互聯網的發展而日漸成熟。現階段我國5G車聯網也得到了一定的發展，且已經取得了較為顯著的成效，但這其中也存在著一些亟待解決的問題，例如安全問題。安全無論是對車輛還是用戶來講都極為重要，所以，在日后的工作過程中應當更加注重5G車聯網安全問題。相關工作人員應當對現階段5G車聯網潛在的安全問題進行集中探究，并尋求解決的方案，最終實現促進5G車聯網進一步發展的目的。

參? 考? 文? 獻

[1]王智明，徐雷，陶冶.5G智能車聯網安全研究初探[J].信息通信技術，2019，27（6）：48-52.

[2]楊榮悅，張鵬洲，宋卿.基于5G技術的智能車聯網研究與展望[J].電信科學，2020，36（5）：106-114.

[3]王輝.5G+自動駕駛智能車“駛向”發展高速路[J].交通企業管理，2019，34（6）：4-6.