新問題“老”辦法—如何保障聯(lián)網(wǎng)汽車的安全

當(dāng)下我們對(duì)計(jì)算機(jī)已有充分的認(rèn)識(shí)，知道保護(hù)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(dǎo)航系統(tǒng)演變?yōu)樘峁?fù)雜的車載網(wǎng)絡(luò)。幾乎每一種重要的車載系統(tǒng)都由半導(dǎo)體芯片、軟件和傳感器組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(dǎo)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(jí)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(xué)家和技術(shù)專家敲響了警鐘：他們已經(jīng)意識(shí)到電腦、智能電話以及其它互聯(lián)系統(tǒng)已達(dá)到臨界數(shù)量，成為黑客們的理想攻擊目標(biāo)。這些設(shè)備通過移動(dòng)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、USB和近場(chǎng)通信(NFC) 傳感器打開車載系統(tǒng)，帶來了黑客攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，業(yè)已成為近來眾多新聞的熱門話題。分析人士預(yù)測(cè)，到2025年2所有當(dāng)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(shí)各種嚴(yán)格的安全特性，一點(diǎn)兒也不足為奇。

圖1：汽車半導(dǎo)體正蓬勃發(fā)展，據(jù)分析人士預(yù)測(cè)，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(shí)

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(zhǎng)期成功并安全地部署在動(dòng)態(tài)且變化萬(wàn)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(biāo)準(zhǔn)的問世，能夠進(jìn)一步提升其安全性，這激發(fā)了汽車制造商對(duì)以太網(wǎng)的濃厚興趣。

由于以太網(wǎng)具備高帶寬、高性價(jià)比以及使用普遍性等優(yōu)勢(shì)，且目前也提供針對(duì)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(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，但車載網(wǎng)絡(luò)一般是靜態(tài)的，因此可實(shí)現(xiàn)精心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和配置，從而進(jìn)一步保障網(wǎng)絡(luò)安全。

以太網(wǎng)采用的是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式，其中包括源地址和目標(biāo)地址，這為驗(yàn)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(yù)測(cè)的，因此可對(duì)它們的工作進(jìn)行嚴(yán)格的配置和約束。無論是通過靜態(tài)配置還是動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)，以太網(wǎng)交換機(jī)都可以使用數(shù)據(jù)包地址來實(shí)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(jìn)行通信，從根本上將信息娛樂系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU) 等任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用隔離開來。

車載以太網(wǎng)針對(duì)汽車應(yīng)用進(jìn)行了全面優(yōu)化，憑借其業(yè)經(jīng)驗(yàn)證的合規(guī)性、性能和保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，將整車轉(zhuǎn)化為一個(gè)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(hù)車載網(wǎng)絡(luò)免遭惡意攻擊、竊聽和未經(jīng)業(yè)務(wù)許可的設(shè)備的安裝等威脅。

作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的汽車以太網(wǎng)

開放聯(lián)盟(OPEN Alliance)特別興趣小組(SIG)是一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)在車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(gè)。

開放聯(lián)盟一直與IEEE密切合作，以推動(dòng)進(jìn)一步的創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。兼容BroadR-Reach規(guī)范的IEEE標(biāo)準(zhǔn)將被最終定為IEEE 100BASE-T1，新一代IEEE 1000BASE-T1技術(shù)預(yù)計(jì)將在2016 年年初發(fā)布。

據(jù)分析機(jī)構(gòu)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)顯示：像單對(duì)線車載以太網(wǎng)等基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案不僅可加速上市進(jìn)程，而且還能確?？捎眯?、生命周期、可升級(jí)性以及可互操作性。該公司預(yù)計(jì)，到2020年，汽車中將部署多達(dá)5億個(gè)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(biāo)準(zhǔn)化有望將該技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用于更廣泛的汽車領(lǐng)域，如中端車型和經(jīng)濟(jì)車型等。