數據加密技術在汽車電子元器件上的應用

黃玉萍

(江蘇聯合職業技術學院揚州分院，江蘇 揚州 225003)

0 前言

隨著互聯網的飛速發展，大數據并行計算采用了更為復雜的指令系統，人們通過各種加密方法來保護互聯網信息和數據的安全。

1 數據加密的重要性

1.1 互聯網技術的潛在危機

數據作為新的生產要素，其蘊含的價值日益凸顯，而其存在的安全問題也愈發突出。目前，在互聯網信息安全領域，用于保障通信信息安全的技術仍以數據密鑰為主。計算機數據加密技術是將原始信息轉換為一種按特定方式排列的代碼，通過這些特定的、具有規律性的代碼解密，才可以對原始信息進行讀取，從而起到保護計算機數據的目的。

1.2 區塊鏈技術

汽車行業是人工智能和自動駕駛系統等新技術的探索者和踐行者。汽車行業可以利用區塊鏈的方式有很多，其中數據加密等一些區塊鏈技術已經被整車制造商所采用。據悉，在國際上已有一些公司開始了區塊鏈技術測試。例如：寶馬汽車公司與摩洛哥礦業公司(Managem Group)簽訂了1份1億歐元的鈷供應合同，大力發展區塊鏈技術；梅賽德斯-奔馳汽車公司應用區塊鏈技術推出了“安全駕駛”計劃；保時捷汽車公司則通過區塊鏈技術構建了相應的應用程序(APP)。應用區塊鏈技術，可以提高自動駕駛汽車的安全性，快速處理、分析和傳輸大量數據。目前，區塊鏈技術在汽車行業的運用已經涉及到共享汽車、數據位置追蹤、電子合同支付、個人信息存儲、車輛召回和汽車自動駕駛等諸多需要進行數據加密的技術領域，并且其應用領域還將不斷拓展，這推動了汽車電子元器件技術的進一步發展。

2 數據加密技術

數據加密技術是數據安全最為經濟可靠的手段。對數據進行加密，并結合有效的加密保護手段，可在開放環境中實現對數據的訪問控制，從而讓數據共享更為安全、更有價值。隨著《密碼法》等相關法規的施行，各行業對數據加密、產品安全和服務效率的重視程度在不斷提升。數據加密可以在病毒入侵之前預先判斷潛在的入侵，提前向文檔所有者發出警告，可以通過電子郵件和電話向用戶普及熱點事件，并在加密數據中心安裝防護墻、自動文件鎖和文件備份，以保護文件的安全。

在日常生活中，文件可以以多種方式進行傳輸，在互聯網條件下，文檔可以在幾秒鐘內備份或發送給其他人。因此，僅通過設置密碼來保護文檔是不夠的，應設置文件用戶密碼和手勢認證的雙重保護，確保密碼不被竊取，自動保護文檔并防止信息系統被入侵。公司的數據源應具備收集入侵數據并進行分析的功能。為了應對新型的、更強的數據入侵行為，數據加密時將根據入侵方式和文檔自身弱點對文檔進行分析，增強其可能受到破壞的薄弱環節，從而進一步提高文檔的安全性。

大數據加密算法模型如圖1所示。大數據加密算法可分為對稱加密和非對稱加密2種。利用對稱加密技術，采用相同密鑰對數據進行解碼，具有解碼速度快、效率高、資源利用率高、使用成本低、算法開放、技術成熟等特點，被廣泛應用于信息系統的加密。對稱加密技術在2個遠程終端用戶之間很容易建立密鑰通道，無需見面或使用在線認證服務。但是，由于在數據傳送前，雙方已商定和保存好密鑰，一旦一方的密鑰泄露，信息傳遞就不再安全。如果每次信息傳遞都需要換1次密鑰，則會增加信息加密的工作量。非對稱加密技術則同時擁有公開密鑰和私有密鑰，私有密鑰可以自己存儲數據，數據可以通過公開密鑰進行解碼。然而，雖然非對稱加密技術密鑰的保存量少，但存在算法相對復雜、資源占用率高、解碼速度慢及效率低等問題。

圖1 大數據加密算法模型

3 數據加密技術的應用

3.1 基于數據加密的智能芯片

智能語音識別芯片采用了多種智能語音識別技術，包括信號處理與模式識別、發生機理與聽覺機理、概率論與信息論，以及人工智能等技術。芯片與集成電路制造屬于精密儀器制造，對制造環境和運行環境具有較高要求，對應的開發與制造成本相對較高。智能語音識別芯片在性能較低的硬件平臺下運行并不理想，對多語種混合識別還有所欠缺，對噪聲的干擾也比較敏感，還應進一步優化和完善。按照識別對象與內容，智能語音識別芯片可以分為特定人語音識別芯片和非特定人語音識別芯片。其中，特定人語音識別芯片用于對指定的人進行語音識別，必須將用戶的語音參考樣本存儲在數據庫中作為比較，即必須在使用前對特定人的語音識別并進行訓練，無法識別特定人之外的語音。非特定人語音識別芯片則針對普通人群進行語音識別，可普遍識別各種人的語音。

3.2 基于數據加密的電子元器件

通過音頻面板上的按鈕將某些數據(即設置密碼)輸入到汽車音頻中，可實現車輛的防盜保護。如果駕駛員設置了安全代碼并進入防盜模式，車機系統必須在輸入駕駛員設置的密碼后才能正常工作。在防盜模式下，如果密碼輸入錯誤，車機系統將拒絕工作。目前，幾乎所有高端車載音響系統都使用這種防盜方法。

在數據加密技術的應用中，汽車的電子鑰匙是最早應用數據加密技術的電子元器件之一。不同于機械滾碼，數據加密技術可以在相同信息量情況下提高加密等級，節省對碼時間。美國福特汽車公司在1994年提出了一種名為“埃斯科特樣機”的電子安全保護裝置。這是全球第1把帶密碼的電子鑰匙。隨著移動互聯網和車載網絡技術的普及，被稱為“藍牙鑰匙”或“虛擬鑰匙”的數字鑰匙，已經成為下一代車輛的標準配置。數字鑰匙主要使用輸入通信技術，允許用戶通過智能手機或便攜式智能設備(如智能手表)進行車輛的解鎖、鎖定和啟動。

目前，汽車制造商通常使用自己獨有的統一通信技術進行數據加密，該加密方式與用戶沒有特定聯系，一旦加密數據被破解，很容易造成大量汽車被盜。例如，特斯拉汽車公司曾因數字鑰匙的安全性，深陷“安全漏洞”風波。為此，特斯拉改進了車輛的加密技術，并增加了“PIN to Drive”功能選項，提高了車輛的防盜能力。

3.3 基于數據加密的信息軟件服務

數據庫系統通常采用數據操作規范、用戶身份認證和系統操作安全等方式進行數據庫管理，并且數據庫會對重要信息進行加密處理。但為了不大幅增加數據庫的空間儲存量，方便獲取用戶數據，數據庫加密和解密的速度必須足夠快，尤其是通過互聯網存儲的內置內存加密功能，解密的速度應更快。

每個主機的用戶都能使用唯一的用戶身份識別號(ID)和密碼訪問位于網絡中的文件或者應用程序。多數存儲在系統服務器或應用終端上的敏感數據都以文件的形式存在。加密可以作為敏感數據和信息的防線，是網絡安全技術的基石。數據加密的目的是保護用戶信息不被非法讀取，并幫助公司處理機密數據。在信息系統中，大量數據通過互聯網進行傳輸，各級信息系統進行相互聯通，任一節點出現問題都將對整個信息系統的安全可靠運行造成致命打擊。

互聯網信息數據安全性和完整性，是計算機服務軟件的重要組成部分，如果沒有各種服務軟件，計算機將無法發揮其基本功能和作用。因此，為計算機中的各種服務軟件提供數據加密服務也是保證計算機網絡中信息和數據安全的有效手段。目前，各種服務軟件的加密方式一般為軟件加密鎖。軟件加密鎖主要包括相關加密數據信息和加密算法。用戶在使用過程中可以通過與計算機網絡系統的連接來查詢信息數據，在保證查詢速度的同時，提高查詢過程的安全性。

PKI是1個包含硬件、軟件、人員、策略和規程的集合，采用通用技術規范和標準，實現基于公鑰密碼體制的密鑰設置和安全證書的產生、管理、存儲、分發、撤銷等功能，如密鑰的創建、分發、管理、銷毀和驗證，證書服務和加密等。典型的PKI系統包括PKI策略、軟硬件系統、證書簽發機構(CA)、證書注冊機構(RA)、證書發布系統和PKI應用等，為數據的安全性和完整性提供完整的解決方案。

4 結語

區塊鏈以其“分散、強化信任、分布式核算、非操縱”的特點，被提升到國家科技戰略的高度。其分散性、透明性、開放性、自治性、信息操縱性和匿名性等特點可以更好地解決共享經濟過程中信息不對稱、交易成本高、陌生人之間缺乏信任等問題。互聯網巨大的用戶基數和驚人的數據傳遞與存儲量，使得計算機信息安全維護逐漸成為人們關注的焦點。在技術層面，數據加密技術并不能完全解決計算機網絡安全的所有問題，只是一種主動防御攻擊的技術手段，還存在一定的局限性。數據加密技術的應用是為互聯網信息安全提供保障，為新能源汽車各項數據提供安全保護。加快完善數據安全立法及法規體系的建設，全面實施數據安全標準規范，完善數據安全監管聯動機制，是現階段數據加密技術應用領域的重要課題。