智能網聯汽車安全防護體系優化路徑

摘 要：隨著科技的不斷進步，智能網聯汽車已成為汽車產業發展的新趨勢，為人們的出行帶來了極大的便利。但隨著其智能化和網聯化程度的不斷提高，安全問題也日益顯著。智能網聯汽車為駕駛者提供了更加便捷、高效、舒適、安全的駕駛體驗，同時也帶來了一系列安全挑戰。文章分析了智能網聯汽車安全威脅，并從多個維度提出了智能網聯汽車安全防護體系的優化路徑，為了更好地提升智能網聯汽車的安全防護能力，保證智能網聯汽車產業的健康發展。

關鍵詞：智能網聯汽車 安全防護體系 優化路徑

近些年，智能網聯汽車的技術和功能逐步成熟，成為汽車產業發展的重要方向。智能網聯汽車整合了先進的傳感器、控制器、執行器以及通信技術，實現了車輛與車輛、車輛與基礎設施之間的互聯互通，為駕駛者的安全出行保駕護航。然而，隨著智能網聯汽車功能的增加，與外界的交互日漸增多，車輛的電子系統、通信網絡、數據處理等環節都可能成為攻擊目標，導致其安全風險不斷增加。一旦發生安全威脅或安全事故，就會導致車輛故障、用戶隱私泄露，嚴重地對駕乘人員的生命財產安全造成威脅，從而引發社會公共安全問題，不利于智能網聯汽車產業的可持續發展。因此，構建并優化智能網聯汽車安全防護體系具有重要的現實意義。

1 智能網聯汽車安全威脅

目前，智能網聯汽車安全威脅主要來自網絡攻擊、數據泄露、硬件攻擊、軟件漏洞、供應鏈攻擊。智能網聯汽車離不開各種通信網絡，在汽車使用過程中會開啟蜂窩網絡、Wi-Fi、藍牙等設備，這些都容易被黑客攻擊，攻擊者通過網絡漏洞入侵車輛系統，從而控制車輛，干擾或篡改車輛的行駛數據和指令。車輛在行駛期間會對車主的身份信息、行駛軌跡、駕駛習慣等信息進行收集和處理，如果車輛的數據存儲和傳輸安全出現問題或措施不當，就有可能導致部分個人信息和敏感數據被泄露，造成隱私和安全風險。車輛的硬件組件，例如車輛的電子控制單元、芯片等有可能出現故障或遭到物理攻擊，破壞車輛的正常運行。智能網聯汽車的軟件系統較為復雜，容易出現各種軟件漏洞，其中操作系統、應用程序、通信協議是攻擊者主要的攻擊對象。攻擊者利用這些漏洞，可遠程操控代碼，拒絕服務攻擊等，危及車輛安全。由于智能網聯汽車相對復雜，產業鏈較長，有多個供應商和合作伙伴。如果產業鏈某個環節出現安全問題，例如零部件供應商的系統被入侵、軟件更新包被篡改等會影響整個車輛系統的安全性。

2 智能網聯汽車安全防護體系優化路徑

2.1 構建分層安全防護架構

2.1.1 感知層安全防護

車輛傳感器是智能網聯汽車感知外界環境的關鍵，其安全性極為重要。在設計階段，要充分考慮傳感器的抗干擾能力及可靠性。采用冗余設計的方式，給同一個功能配備幾個相同或不同原理的傳感器。當其中一個傳感器出現故障或數據異常時，其他傳感器能及時補上空缺，保證數據可以持續有效地輸出。數據融合技術是提升感知層安全的關鍵手段之一。把不同類型傳感器采集到的數據進行合理融合，剔除掉錯誤信息，保留有效數據形成更加精準且全面的環境感知結果。傳感器數據的加密及認證是防止數據篡改、偽造的關鍵。運用先進的加密算法對傳感器傳輸的數據進行加密處理，保證數據在傳輸期間的機密性。與此同時，可借助數字簽名等認證技術，對數據的來源和完整性進行驗證，只有經過合法認證的數據，才能夠被車輛的控制系統接收并處理。傳感器的故障診斷及恢復機制同樣是不可或缺的一部分。對傳感器的工作狀態實時監測，像電壓、電流以及信號強度等諸多參數都需涵蓋其中。一旦出現異常狀況，馬上啟動相關的診斷程序，明確故障產生的原因。若故障屬于可修復類，例如傳感器受到臨時性干擾，又或者是出現傳感器輕微損壞，可以借助重啟傳感器、重新校準等恢復舉措，促使其恢復到正常的工作狀態；要是遇到不可修復的故障，就需要及時發出警報，并且利用冗余傳感器或者車輛具備的其他功能開展安全降級處理，保證車輛在傳感器發生故障的情形下依然能夠安全行駛。

2.1.2 網絡層安全防護

車輛通信網絡是智能網聯汽車各個系統間及外界開展數據交互的橋梁，它的安全狀況與車輛的整體安全緊密相關。對車輛通信網絡架構進行優化處理，運用分層分域的設計理念，把車輛網絡細致地劃分成多個相對獨立的安全區域，像動力系統域，它主要負責車輛的動力控制，像發動機、電機等關鍵部件的控制及管理工作都在其職責范圍內；底盤系統域，這個區域涵蓋了轉向系統、制動系統等內容，其作用主要是保障車輛行駛過程中的穩定性及安全性；另外信息娛樂領域，它能夠為駕乘人員提供多媒體娛樂方面的功能。在不同的領域中，要實施嚴格的數據訪問控制舉措及隔離的相關措施。可以對防火墻進行設置，配置訪問控制列表等網絡安全的設備，對不同域之間的數據流向以及訪問權限進行限制。例如，信息娛樂域所涉及的數據僅能夠在該域內部做處理和顯示，無法直接訪問動力系統域和底盤系統域的數據，這樣可有效防御惡意攻擊者借助信息娛樂系統入侵車輛的安全系統。強化通信協議的安全性是保障網絡層安全的重要環節。對現有的車輛通信協議實施全方位的增強和升級。引入安全的密鑰協商機制，保證通信雙方在每一次開展通信前，都可以以安全的方式協商出用于加密以及認證的密鑰，避免密鑰出現被竊取或被破解的情況。與此同時，運用數據加密傳輸技術，針對通信數據展開加密處理，守護數據的機密性，防止數據在傳輸期間被竊聽、篡改。

2.1.3 應用層安全防護

車輛配備的應用程序呈現多樣化的特點，這給駕乘人員帶來了豐富的功能體驗，但同時也增加了相應的安全風險。為了保障應用層的安全，要及時且全面地對車輛的應用程序展開嚴格的安全評估及測試。在應用程序開發的整個過程中，可采用靜態代碼分析、動態測試等諸多方法對代碼進行細致且全面的檢查，務必要確保代碼中無惡意代碼及安全漏洞等。建立應用程序的權限管理系統，依據應用程序具體的功能需求，分配恰當合理的權限，對其訪問車輛關鍵資源的行為進行限制，關鍵資源包含車輛的控制權限以及用戶敏感信息等。與此同時，還要定期對應用程序的權限設置情況進行審查和更新，保證權限管理具備有效性和安全性。運用應用防火墻等技術，對應用程序的網絡行為進行實時監測及管控。應用防火墻能夠檢測應用程序的網絡流量是否契合預設好的安全策略，阻攔異常的網絡行為，避免應用程序遭受攻擊或者被惡意利用。一旦察覺到可疑行為，便及時發出警報，并采取與之相對應的阻斷舉措，來保護車輛系統以及用戶數據的安全。

2.2 強化安全芯片與硬件安全模塊

2.2.1 安全芯片研發

隨著智能網聯汽車的不斷發展，汽車安全芯片已成為車輛安全的關鍵核心，其重要程度逐漸凸顯。要著重加大對汽車安全芯片的研發投入，把頂尖芯片設計的人才及各類相關資源匯聚在一起，全力提升芯片的性能及安全性。安全芯片須具備強大的加密處理能力，要快速高效地對大量的數據展開加密和解密的運算操作，滿足車輛在數據傳輸、身份認證等諸多場景下的實時性要求。安全芯片具備安全存儲功能，為車輛關鍵數據，例如車輛的身份信息、密鑰以及證書等提供可靠的存儲。這些關鍵數據存放在安全芯片內部的存儲區域，受到硬件的保護，可以防止數據被非法讀取、篡改、竊取。并且，安全芯片需要擁有抗攻擊的能力，可以抵御各種各樣的物理攻擊和軟件攻擊，比如側信道攻擊、惡意代碼注入、緩沖區溢出攻擊等，保證它在復雜且惡劣的環境中能夠穩定可靠地開展工作，為車輛的安全運行筑牢堅實的根基。另外，為了能滿足不同車輛系統及各種應用場景提出的需求，安全芯片還應具備較好的兼容性與可擴展性，能夠和車輛的其他電子控制單元和硬件設備無縫對接，同時還需支持多種加密算法和安全協議，方便后續進行功能升級與擴展，適應智能網聯汽車技術的快速發展態勢。

2.2.2 硬件安全模塊集成

在車輛關鍵的部件中集成硬件安全模塊，切實有效地提升車輛的安全性。車用密碼芯片本身是一種專門被用于開展密碼運算的硬件安全模塊，具備高速、可靠的能力。它能夠迅速地執行各種不同的加密解密算法、散列算法以及數字簽名算法等，為車輛在通信安全、身份認證等多方面給予關鍵核心密碼的有力支持。可信執行環境是一種極為重要的硬件安全模塊，為車輛安全敏感操作營造出一個和普通執行環境隔離可信區域。在可信執行環境中，安全地對車輛的關鍵數據及密鑰進行存儲和處理，還可執行像身份認證、安全啟動等重要的安全功能。例如，車輛啟動的過程中，借助可信執行環境來開展安全啟動驗證，保證車輛的啟動程序以及操作系統未遭到篡改，為車輛從啟動至運行整個流程的安全性提供有力保障。為了充分發揮硬件安全模塊的作用，要加強車輛軟件系統協同工作。開發對應的安全中間件及驅動程序，讓車輛的軟件應用能夠便捷地調用硬件安全模塊的安全功能。與此同時，構建硬件安全模塊的管理與更新體系，按時對硬件安全模塊的固件更新升級，及時修復潛在的安全漏洞，提升安全度與性能，保證車輛系統能夠長期處于安全可靠的運行狀態。

2.3 提升軟件安全開發與管理能力

2.3.1 建立安全開發流程

汽車制造商以及軟件供應商要充分認識軟件安全在智能網聯汽車當中的重要程度，建立嚴格完善的安全開發流程。在軟件設計階段，組織專業的安全團隊和開發團隊一起進行安全需求的分析及風險評估。要全方位地識別車輛軟件在功能實現、數據處理、通信交互等方面有可能遭遇的安全威脅，像網絡攻擊、數據泄露、惡意軟件入侵等，并且依據評估結果制定出詳盡的安全設計策略，包含安全架構的設計、訪問控制策略、加密策略等內容。軟件編碼階段，需制定出安全的編程規范，并嚴格執行。開發人員依照規范的編碼風格進行操作，避免使用容易引發安全漏洞的代碼結構及函數，采用人工代碼審查和自動化代碼掃描工具相結合的方式，對代碼展開多輪的審查，及時發現并且修復代碼中存在的安全漏洞和編碼錯誤。在軟件測試階段，要全方位地開展安全測試工作。除了常見的功能測試、性能測試外，需著重推進安全測試的相關工作，像漏洞掃描、滲透測試、模糊測試等都應包含在測試范圍內。漏洞掃描工具能夠迅速找出軟件里已知的安全漏洞；滲透測試是通過模擬黑客展開攻擊的方式，深度探尋軟件潛在的安全風險；模糊測試會針對軟件的輸入來實施各種異常及邊界值的數據測試，檢驗軟件在碰到異常輸入狀況時的穩定性與安全性。將多種安全測試手段綜合運用，保證軟件在正式發布前可以修復好已知的安全問題，提升軟件的安全性以及可靠性。除此之外，在軟件開發的過程中，還應加強開發團隊的安全意識培訓。定期組織安全培訓課程及研討會，把最新的網絡安全知識、軟件安全開發技術以及攻防案例傳授給開發人員，提高開發人員的安全意識以及安全開發技能，從源頭上降低軟件安全問題出現的概率。

2.3.2 軟件更新與維護管理

在智能網聯汽車技術持續發展，網絡安全威脅越發復雜背景下，建立完善的軟件更新管理機制迫在眉睫。建立健全的軟件更新管理流程，明確軟件更新的觸發條件、對更新內容的審核、更新包的生成、更新推送，還有更新后驗證等各個環節涉及的操作規范和職責分工。軟件更新要經歷嚴格的測試和驗證流程，包括實驗室測試階段、小范圍選取試點及大規模展開測試等階段。在實驗室測試環境中，要對軟件更新包展開全方面的功能測試、兼容性測試及安全測試，保證更新完成后的軟件可以正常運轉，且不會引入新的安全漏洞。小范圍選取試點進行測試，挑出一部分車輛在實際的道路上開展測試，收集真實環境下的運行數據及用戶給出的反饋意見，驗證軟件更新后的效果及穩定性。只有經過了充分測試和驗證的軟件更新包，才可以正式推送給全體用戶。加強對軟件的維護管理工作，及時跟蹤和監測軟件的運行狀態。建立軟件運行狀態的監測體系，實時收集車輛軟件的運行日志、錯誤信息以及性能方面等各項指標數據，對這些數據進行分析與挖掘，及時察覺軟件里的潛在問題及安全隱患。與此同時，建立專業的軟件維護團隊，負責處理軟件在運行期間出現的各類問題，及時對已知的軟件漏洞及安全隱患進行修復，為用戶營造出更安全、更穩定、更可靠的軟件使用環境。在車輛銷售和使用期間，汽車制造商需持續留意網絡安全的最新動向及安全威脅相關的情報，及時把有關的安全更新內容及補丁傳送給車輛用戶。借助遠程軟件更新技術，實現軟件更新的便捷推送與安裝，保證車輛軟件一直處于最新的安全狀態，切實有效地抵御各種網絡安全威脅。

4 結語

隨著智能網聯汽車市場需求的增大，其技術也會不斷發展，安全防護體系的完善程度直接影響產業的健康發展。后續要對智能網聯汽車的全生命周期數據進行分析，根據現有的法律法規和標準，逐步優化其安全防護體系，確保全生命周期內數據的機密性、完整性、可用性和安全性，提高智能網聯汽車安全開發能力、抵御和防范威脅的能力，為人們提供更加安全、便捷、高效的出行體驗，拓寬汽車產業的發展前景，推動汽車產業的創新發展，為社會經濟的發展做出更大的貢獻。

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