智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺研究

范萍萍　劉怡婧　侯亞玲

摘 要：智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺的研究成為當前關注焦點，這樣的平臺可以幫助汽車制造商、系統運營商以及安全專家識別和預測潛在的威脅，從而制定相應的解決方案，使智能網聯汽車系統更加安全可靠。基于此，本文簡單討論智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺優勢和問題，深入探討建設要點，以供參考。

關鍵詞：建模平臺 安全威脅 網聯汽車

1 引言

智能網聯汽車的興起為出行帶來了巨大的變革和便利，然而，隨之而來的網絡安全威脅也逐漸凸顯。通過開展智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺的研究，期望能夠為解決智能網聯汽車系統中的網絡安全問題作出貢獻，為智能出行的未來提供更加安全可靠的保障。

2 智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺優勢

智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺具有以下優勢：第一，威脅識別能力。該平臺可以識別和分析智能網聯汽車面臨的安全威脅，包括惡意攻擊、黑客入侵、信息泄露等。通過實時監測和分析網絡流量、系統日志等數據，能夠及時發現潛在的威脅，并提供相應的安全告警。第二，漏洞評估與修復。平臺可以對智能網聯汽車的軟件和硬件進行全面的漏洞評估，找出潛在的安全漏洞，并提供相應的修復方案。通過及時修復漏洞，可以降低被攻擊的風險，并提高系統的安全性。第三，實時監控和響應。該平臺可以實時監控智能網聯汽車的網絡流量、系統狀態等信息，對異常行為進行檢測，并及時進行響應。當發現異常行為或安全威脅時，平臺可以立即采取相應的措施，如斷開網絡連接、封鎖攻擊源等，以保護車輛和乘客的安全。第四，數據分析與預測。平臺可以對收集到的大量數據進行深度學習和數據分析，通過建立模型和算法，預測潛在的安全威脅，并提供相應的預警和建議。這有助于提前采取措施，防止潛在的安全問題發生。第五，協同防護能力。該平臺可以實現車輛間和車輛與云端之間的信息共享和協同防護。當某一輛車受到威脅時，平臺可以及時將此信息傳遞給其他車輛和終端設備，實現全局的聯防聯控。總之，智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺通過綜合利用數據分析、實時監控和響應等技術手段，提高了智能網聯汽車的網絡安全性能，降低了安全風險，保護了車輛和乘客的安全。

3 智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺存在的問題

3.1 數據隱私和保護問題

智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺在提供安全保護的同時，也面臨著數據隱私和保護方面的問題。智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺在保護車輛和乘客安全的同時，需要收集、處理和分析大量的車輛數據、行駛記錄、位置信息等敏感數據。然而，這些數據涉及個人隱私和安全問題，如果不正確地處理和保護這些數據，可能會導致嚴重的影響，如數據泄露、濫用或盜竊等。首先，數據收集階段存在潛在的隱私問題。平臺需要收集車輛的實時位置信息、駕駛行為數據以及乘客的個人信息，以便識別潛在的安全威脅。然而，這些數據的收集需要嚴格遵守隱私法律和規定，確保用戶知情同意，并采取適當的安全措施進行加密和匿名化處理。其次，數據處理和存儲過程中也存在隱私風險。在建模平臺中，大量的數據需要在云服務器或其他存儲設備中進行處理和存儲。這就需要確保數據在傳輸和存儲過程中得到加密保護，并采取嚴格的訪問控制和認證機制，以防止未經授權的訪問和數據泄露。此外，數據共享涉及隱私問題。智能網聯汽車需要實現車輛間和車輛與云端之間的信息共享和協同防護。然而，不同廠商和車輛之間的信息共享標準和協議尚不完善，這導致信息共享的安全性受到限制，可能泄露車主的個人隱私。平臺需要確保在信息共享過程中進行合法、安全和隱私保護的數據交換。

3.2 供應鏈安全問題

智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺在保護車輛安全的過程中，不可避免地涉及供應鏈安全問題。供應鏈安全是指確保供應鏈中的各個環節和參與方都沒有被惡意利用或遭受攻擊的能力。智能網聯汽車由多個供應商提供的硬件和軟件組件組成，這些組件包括電子控制單元（ECU）、傳感器、通信模塊、操作系統等。供應鏈安全問題涉及這些組件是否可信、是否存在潛在的風險因素以及是否受到惡意攻擊的問題。首先，惡意供應商可能會在智能網聯汽車組件中植入后門或漏洞。這些后門和漏洞可能被黑客利用，獲取對車輛系統的未授權訪問權限，從而對車輛進行攻擊。這種情況下，供應鏈安全需要確保每個組件的來源可信、可追溯，并要求供應商提供相關的安全驗證和認證。其次，供應鏈安全還需要關注供應商的安全實踐和安全文化。如果供應商對安全意識不足、未采取合適的安全措施，可能導致惡意代碼或漏洞進入到智能網聯汽車系統中。為確保供應鏈安全，需要與供應商建立密切的合作關系，確保他們采取了恰當的安全措施，如代碼審查、漏洞管理和安全測試等。此外，在供應鏈中的不同環節，如運輸、倉儲和安裝過程中，也存在供應鏈安全問題。惡意攻擊者可能通過操縱或篡改這些環節，對智能網聯汽車組件進行損壞、更換或注入惡意軟件。供應鏈安全需要建立完善的控制和監管機制，確保組件的安全性和完整性在整個供應鏈過程中得到保障。

4 智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺建設要點

4.1 模型開發和驗證

對于智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺的建設而言，模型的開發和驗證是其中關鍵的環節。模型開發。第一，研究威脅建模方法。在模型的開發過程中，需要對各種不同的威脅建模方法進行研究和評估。這些方法包括但不限于攻擊樹、威脅情境建模和威脅建模語言等。選擇適合智能網聯汽車網絡安全的建模方法非常重要，因為不同的方法可能適用于不同的威脅類型和安全需求。第二，數據收集與分析。開發模型需要大量的數據支持，包括有關智能網聯汽車網絡安全的歷史記錄、漏洞數據、攻擊數據以及車輛和網絡配置信息等。將這些數據整理并進行分析，有助于識別和理解潛在的威脅和漏洞。第三，模型設計與實現。根據選定的威脅建模方法和收集到的數據，設計模型的結構和算法。這涉及建立威脅關系、漏洞傳播路徑、攻擊場景等方面的模型。同時，實現模型的算法和邏輯，確保其能夠準確地描述真實的威脅情況。第四，參數調整和優化。在模型開發過程中，需要不斷進行參數調整和優化。這包括選擇威脅等級、規定風險評估指標以及確定威脅建模的粒度等。通過不斷地優化模型的參數，使其更準確、有針對性地評估和預測不同威脅的風險和影響。模型驗證。第一，數據驗證。使用實際數據對已開發的模型進行驗證是確保模型有效性的重要手段。通過與現實情況的對比，評估模型的預測準確度和魯棒性。同時，驗證數據還可以用于模型的進一步改進和完善。第二，專家評審。邀請網絡安全領域的專家對模型進行評審，以獲取他們對模型的意見和反饋。專家的經驗和見解對于模型的校驗和改進至關重要，能夠進一步提高模型的質量和適用性。第三，平臺用戶測試。將模型投入實際使用前，進行用戶測試是驗證模型可用性的重要步驟。通過讓真實用戶使用平臺，收集他們的反饋和建議，可以發現模型中的潛在問題并加以解決。模型開發和驗證是智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺建設中至關重要的一環。通過進行系統的模型開發，結合各種驗證手段，確保模型的準確性和可靠性。只有經過充分開發和驗證，智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺才能提供準確的風險評估和防護建議，有效保障智能網聯汽車的安全性。

4.2 選擇適合智能網聯汽車網絡安全的建模方法

選擇適合智能網聯汽車網絡安全的建模方法至關重要，合適的建模方法可以幫助我們全面理解和評估各種潛在的威脅和漏洞。研究不同的威脅建模方法。第一，攻擊樹。攻擊樹是一種圖形化的建模方法，用于描述攻擊者的行為和攻擊路徑。通過將攻擊者的目標細分為不同的層次，從而構建樹狀結構。攻擊樹能夠形象地展示攻擊者的思維過程，并幫助我們理解攻擊的可能路徑和攻擊的邏輯。第二，威脅情境建模。威脅情境建模是一種基于場景的建模方法，通過構建具體的威脅情境和攻擊場景來評估風險和漏洞。在建模過程中，需要考慮到不同角色的攻擊能力、威脅途徑、攻擊潛在影響等因素，從而形成全面的風險評估和威脅分析[1]。第三，威脅建模語言。威脅建模語言是一種形式化的描述語言，用于規范和描述威脅的構成、關系和特征。通過使用威脅建模語言，可以更準確地描述和分析威脅，并建立威脅之間的關聯和依賴關系。常用的威脅建模語言包括STRIDE，CVSS等。考慮智能網聯汽車網絡安全的特性。第一，多層次網絡結構。智能網聯汽車具有復雜的多層次網絡結構，包括車輛內部網絡、車輛之間的通信網絡以及與云平臺的連接網絡等。因此，在選擇建模方法時，需要考慮到這些網絡的關系和互操作性。第二，漏洞傳播路徑。智能網聯汽車的漏洞傳播路徑具有特殊性。由于車輛內部的各個模塊和組件之間存在復雜的聯動關系，漏洞可能在網絡中迅速傳播。因此，在建模方法中，需要能夠準確地描述和分析漏洞的傳播路徑。第三，不確定性和動態性。智能網聯汽車的安全威脅具有不確定性和動態性。攻擊者的策略和手段不斷發展和演化，安全威脅也在不停地變化。在建模方法中，需要考慮到這種不確定性和動態性，能夠及時更新建模結果和評估結果。靈活性和可擴展性。考慮到智能網聯汽車網絡安全的復雜性和不斷變化的威脅，建模方法需要具備靈活性和可擴展性。即使選擇了某種特定的建模方法，也需要能夠根據實際情況進行調整和改進。同時，建模方法還需要能夠容納新的數據和信息，以保持模型的準確性[2]。

4.3 確定平臺所需的功能和特性

確定智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺所需的功能和特性是平臺建設過程中的關鍵步驟。

4.3.1 需求分析

第一，收集用戶需求。與潛在用戶、智能網聯汽車制造商、安全專家等進行溝通和交流，了解他們對平臺的期望和需求。可以通過訪談、問卷調查、用戶反饋等方式收集用戶需求。第二，分析業務場景。分析智能網聯汽車的業務場景，了解平臺在各種場景下的使用需求。考慮智能網聯汽車的各個方面，如車輛內部、車輛之間的通信以及與云平臺的連接等。

4.3.2 基本功能

第一，數據收集和分析。平臺應具備收集和分析與智能網聯汽車網絡安全相關的數據的能力。包括攻擊數據、漏洞數據、日志數據等，以幫助識別潛在的威脅。第二，威脅建模和評估。平臺應提供威脅建模和評估的功能，根據收集到的數據和分析結果，構建威脅模型和評估各種威脅的風險。第三，可視化和報告。平臺應具備可視化功能，將建模和評估結果以圖表、地圖等方式直觀地展示給用戶。同時，平臺還應生成詳盡的報告，包括威脅分析、風險評估以及建議措施等。

4.3.3 特色功能

第一，實時監測和預警。平臺應具備實時監測網絡安全威脅的能力，并能夠發出預警，提醒用戶及時采取措施應對潛在的威脅。第二，漏洞管理和修復。平臺可以提供漏洞管理和修復的功能，跟蹤和管理智能網聯汽車中的漏洞，并提供修復建議和方案。第三，協作與共享。平臺可以支持用戶之間的協作與共享，促進安全專家、車輛制造商和研究機構之間的合作，共同應對網絡安全威脅。

4.3.4 可擴展性和靈活性

第一，模塊化設計。平臺應采用模塊化設計，使得各個功能模塊可以獨立運行和擴展。這樣，用戶可以根據實際需求選擇添加或移除功能模塊。第二，可定制性。平臺應具備一定的可定制性，允許用戶根據自身需求進行功能定制和界面定制。用戶可以根據特定的場景和需求定制平臺的功能和配置[3]。

4.3.5 安全性和隱私保護

第一，數據安全。平臺應確保收集和存儲的數據的安全性，采取合適的加密和訪問控制措施，以保護數據的完整性和私密性。第二，隱私保護。平臺應保護用戶隱私，遵守相關法律法規，明確數據收集和使用的目的，并經過用戶同意進行數據的收集和分析[4]。

4.4 將平臺部署到智能網聯汽車系統中

智能網聯汽車的興起為出行帶來了便利性和安全性的提升，但與此同時也引發了大量的網絡安全威脅。為了有效應對這些威脅，建立一個智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺是至關重要的。首先，平臺應具備全面的數據收集和存儲能力。它應能夠實時監控智能網聯汽車的網絡流量、車載計算機系統的日志記錄以及傳感器數據，并將這些數據集中存儲起來。這樣一來，平臺就能夠提供足夠的數據樣本，以進行后續的威脅建模和分析。其次，平臺需要具備威脅建模和分析功能。通過分析先前的網絡攻擊事件和模式，平臺能夠利用機器學習技術來建立威脅模型，并識別潛在的網絡安全威脅。這些威脅模型可以幫助汽車制造商和系統運營商及時了解潛在威脅，制定相應的安全策略和措施。再次，平臺需要提供實時的威脅檢測和響應能力。當平臺識別到潛在的網絡威脅時，應能夠及時警示車輛主人或相關工作人員，并采取相應的措施來阻止攻擊，保護車輛和乘客的安全。平臺還應具備自主學習的能力，通過分析未知類型的攻擊事件，提高檢測和響應的準確性。此外，平臺的部署還需要考慮個人隱私保護。在數據收集和威脅分析過程中，平臺需要遵循隱私保護的法律和規定，確保用戶的個人信息不被濫用或泄露。可以采用匿名化的數據收集方式，并對數據進行加密和安全存儲，保護用戶隱私。最后，平臺的部署還需要考慮到可擴展性和兼容性。隨著智能網聯汽車的不斷發展和更新，平臺應能夠靈活適配不同品牌和型號的車輛系統，并且能夠隨著技術的進步和威脅的變化進行升級和更新。總之，智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺的部署對于加強汽車網絡安全保護至關重要。通過全面的數據收集和存儲、威脅建模和分析、威脅檢測和響應、個人隱私保護以及可擴展性和兼容性的考慮，該平臺能夠提供全方位的網絡安全保護，降低智能網聯汽車系統受到網絡攻擊的風險[5]。

5 結語

智能網聯汽車網絡安全威脅建模平臺的研究具有重要意義。未來的發展需要加強針對新型威脅的研究，加強合作與合規性，持續關注個人隱私保護，并注重平臺的持續更新和優化。通過不斷努力和研究，將為智能網聯汽車的網絡安全提供更加可靠的保障。

參考文獻：

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[4]張麗巖，文媛，馬健.基于SWOT分析的高鐵新城智能網聯汽車產業發展研究[J].物流科技，2023，46（15）：60-61+65.

[5]魏文清.加快智能網聯汽車駕駛立法勢在必行[J].汽車縱橫，2023（07）：37-41.