以太網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)汽車的安全保障

　　當下我們對計算機已有充分的認識，知道保護網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備免遭潛在入侵威脅的重要意義。近年來，聯(lián)網(wǎng)汽車已經(jīng)從提供倒車影像系統(tǒng)和導航系統(tǒng)演變?yōu)樘峁碗s的車載網(wǎng)絡(luò)。幾乎每一種重要的車載系統(tǒng)都由半導體芯片、軟件和傳感器組成的復雜網(wǎng)絡(luò)進行管理或控制，而所有這一切都協(xié)調(diào)一致地工作，才能讓我們的車輛順暢、高效、舒適地行駛。此外，半導體芯片也是日漸普及的信息娛樂系統(tǒng)的核心，后者也正走出豪華汽車，逐漸邁入眾多入門級車型的行列中。

　　毋庸置疑，上述這一技術(shù)的到來令人振奮。但它也為未來學家和技術(shù)專家敲響了警鐘：他們已經(jīng)意識到電腦、智能電話以及其它互聯(lián)系統(tǒng)已達到臨界數(shù)量，成為黑客們的理想攻擊目標。這些設(shè)備通過移動 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)、藍牙、USB 和近場通信 （NFC） 傳感器打開車載系統(tǒng)，帶來了黑客攻擊的風險，業(yè)已成為近來眾多新聞的熱門話題。分析人士預測，到 2025 年2所有當年出廠的新車都將全部聯(lián)網(wǎng)，因而汽車行業(yè)高度重視在車中徹底落實各種嚴格的安全特性，一點兒也不足為奇。

　　圖 1：汽車半導體正蓬勃發(fā)展，據(jù)分析人士預測，到 20201 年每輛汽車使用的芯片數(shù)量將接近1，000 枚，而 2005 年還不足 100 枚。

　　以太網(wǎng)恰逢其時

　　數(shù)10年來，以太網(wǎng)作為全球最受歡迎也是最可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，一直長期成功并安全地部署在動態(tài)且變化萬千的企業(yè)環(huán)境中?，F(xiàn)在，以太網(wǎng)固有的安全特性加上其它大量技術(shù)標準的問世，能夠進一步提升其安全性，這激發(fā)了汽車制造商對以太網(wǎng)的濃厚興趣。

　　由于以太網(wǎng)具備高帶寬、高性價比以及使用普遍性等優(yōu)勢，且目前也提供針對車用的各種專用版本，因而以太網(wǎng)正被日益廣泛地部署到車載網(wǎng)絡(luò)中。雖然以太網(wǎng)在 IT中的主要使用案例是即插即用的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，但車載網(wǎng)絡(luò)一般是靜態(tài)的，因此可實現(xiàn)精心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和配置，從而進一步保障網(wǎng)絡(luò)安全。

　　以太網(wǎng)采用的是標準數(shù)據(jù)包格式，其中包括源地址和目標地址，這為驗證、隔離和數(shù)據(jù)整合奠定了基礎(chǔ)。由于車載網(wǎng)絡(luò)是已知而且可預測的，因此可對它們的工作進行嚴格的配置和約束。無論是通過靜態(tài)配置還是動態(tài)學習，以太網(wǎng)交換機都可以使用數(shù)據(jù)包地址來實現(xiàn)流量隔離和過濾。換句話說，以太網(wǎng)技術(shù)可用來隔離共享物理網(wǎng)絡(luò)上不同類型的流量，確保設(shè)備只能與本域名內(nèi)的其他設(shè)備進行通信，從根本上將信息娛樂系統(tǒng)與制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及發(fā)動機控制單元 （ECU） 等任務關(guān)鍵型應用隔離開來。

　　車載以太網(wǎng)針對汽車應用進行了全面優(yōu)化，憑借其業(yè)經(jīng)驗證的合規(guī)性、性能和保護標準，將整車轉(zhuǎn)化為一個車輪上的集中安全數(shù)據(jù)中心。

　　圖 2：作為汽車的網(wǎng)絡(luò)主干，有線以太網(wǎng)連接的固有安全特性有助于防護車載網(wǎng)絡(luò)免遭惡意攻擊、竊聽和未經(jīng)業(yè)務許可的設(shè)備的安裝等威脅。

　　作為行業(yè)標準的汽車以太網(wǎng)

　　開放聯(lián)盟（OPEN Alliance）特別興趣小組（SIG）是一個由汽車行業(yè)廠商和技術(shù)提供商于 2011 年年底共同組建的非盈利開放性的行業(yè)聯(lián)盟，旨在將基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標準在車載網(wǎng)絡(luò)應用中廣泛推廣。自成立以來，開放聯(lián)盟的成員已壯大到 300 多個。

　　開放聯(lián)盟一直與IEEE密切合作，以推動進一步的創(chuàng)新與標準發(fā)展。兼容BroadR-Reach規(guī)范的IEEE標準將被最終定為IEEE 100BASE-T1，新一代 IEEE 1000 BASE-T1 技術(shù)預計將在2016 年年初發(fā)布。

　　據(jù)分析機構(gòu)Strategy AnalyTIcs 的數(shù)據(jù)顯示：像單對線車載以太網(wǎng)等基于標準的解決方案不僅可加速上市進程，而且還能確?？捎眯?、生命周期、可升級性以及可互操作性。該公司預計，到2020 年，汽車中將部署多達 5 億個以太網(wǎng)端口。

　　諸多世界領(lǐng)先的汽車制造商已將車載以太網(wǎng)技術(shù)作為其眾多車型連接解決方案的首選，這其中包括寶馬、捷豹和大眾等。行業(yè)的標準化有望將該技術(shù)進一步推廣應用于更廣泛的汽車領(lǐng)域，如中端車型和經(jīng)濟車型等。