从国外公司看自动驾驶的网络安全问题

    自动驾驶技术的目的是让出行更便利，如果脱离了安全，便利也就失去了意义。关于自动驾驶的安全，我们经常听到的有行驶安全、功能安全。这次想聊聊的是关注提及最少的网络安全。
　　自动驾驶的网络安全
　　在2018年6月日本政府提出了自动驾驶汽车需要满足的10大安全要素中，其中就有网络安全（其中，10大安全要素包括：①设置ODD，②自动驾驶系统安全，③遵守安全标准的，④网络安全，⑤HMI（驾驶员监视功能），⑥配备数据记录装置，⑦无人自动驾驶车辆的安全性，⑧安全性评价，⑨使用过程中的安全确保，⑩向自动驾驶车使用者讲解使用方法）。
　　自动驾驶车使用安装在车上的传感器和ICT(Information and Communication Technology)终端来检测和分析周围环境，来控制方向盘和制动。 随着网联车的发展，各种信息（例如其他行驶的车辆和交通基础设施）将通过网络实时发送和接收。据intel称，自动驾驶车每天将能够处理大约4TB的数据。
　　2015年腾讯就成功入侵距特斯拉Model S并使之停下，因此受到广泛关注。就像电脑被黑客入侵一样，自动驾驶系统一旦被黑客攻克，就变成了杀人工具，其危害性无法想象。
　　自动驾驶车如何被攻击？
　　汽车的通信和娱乐系统是最容易被黑客通过入侵手机网络、WiFi、蓝牙等通道，找到车载App漏洞进行攻击，就能获取用户在这些App上的隐私数据、历史记录，实现监听或促发导航偏离。
　　另外传感器也是黑客入侵可能的途径。像GPS、摄像头、激光雷达、毫米波雷达、IMU等常见传感器装置，都可以被黑客干扰进而影响自动驾驶的判断机制和行驶轨道。比如攻击激光雷达让其辨别不了即时性不良数据，或者是试着干扰他们长期积累的聚合数据等等。
　　网络安全的核心概念
　　接下来就让我们了解一下网络安全的核心概念，这也是实现自动驾驶非常重要的一部分。
　　1. PKI（Public Key Infrastructure，公开密钥基础建设）
　　PKI是一种生成、运营和管理车辆证书的系统，汽车是ITS（Intelligent Transport Systems，智能交通系统）的一员， 通过PKI识别多辆汽车中的单个汽车，在此过程中不要造成侵犯隐私对ITS来说至关重要。 因此，PKI为了保护隐私用使用假名化技术，该技术是判断PKI技术水平的尺度。 另外，也必须遵守国际标准例如IEEE1609.2，IEEE1609.2是用于车辆之间的无线通信的标准，即WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)标准，是车辆间进行无线通信时的安全性标准。
　　2. V2X（Vehicle To Everything）
　　V2X是车辆与基础设施之间（例如车辆之间、车辆与行人之间、车辆与交通基础设施之间）所有通信的通用术语。 V2X包含有关汽车及其用户的个人信息，因此用户身份验证和数据加密系统至关重要。 另外，由于汽车不依赖一个国家的国内需求而在全球范围内制造，因此遵守国际标准很重要。
　　V2X通信安全标准包括「IEEE1609.2」和「CAMP VSC3」。 「 CAMP VSC3」(Crash Avoidance Metrics Partnership Vehicle Safety Communications 3)是由汽车公司和相关组织参与的CAMP联盟制定的安全标准。
　　3. AFW（Advanced FireWall）
　　对车辆通信协议进行了优化的AFW，不仅针对来自外部的恶意通信，而且还分析并响应内部发生的所有异常通信。满足未来车辆需求的研发合作伙伴关系「AUTOSAR」(Automotive Open System Architecture，汽车开放系统架构)的标准基于汽车通信安全分成两部分「Firewall」(防火墙)和「 IDS」(侵入检测) 。AFW是可同时提供Firewall和IDS两项功能的技术。
　　不仅如此，与迄今的IoM（Internet of Man）环境中的防火墙不同的是，需要一种不分离系统配置层而是将汽车视为一个IoT设备而设计的综合防火墙，用逻辑方法代替常规的署名方法也是必不可少的。
　　4. KMS（Key Management System）
　　KMS是一种用于管理和存储密钥的整个生命周期（从生成、存储和销毁加密密钥）的系统。密钥被存储在该系统里，以防止被权限管理误用或滥用。不仅具有外部通信功能，还具有汽车内部ECU通信的密钥管理以及安全存储、访问控制等权限管理等功能。
　　5. V2D（Vehicle to Device）
　　V2D是一种安全通信系统，可在车辆、移动设备和云服务之间提供安全的身份验证和权限管理服务。其中，由于共享汽车的逐步扩大，共享汽车的用户越多，汽车共享服务就更需要安全的通信保证。因此，需要在用户所持的电子设备与共享或私人车之间的安全通信技术。
　　6. V2G（Vehicle to Grid)
　　随着EV的普及，对电动车安全措施的需求也正在不断增加。 V2G是一种在汽车与本地电网之间相互供电的系统，它需要采取安全措施来安全地保护电动汽车和充电设施的PnC(Plug & Charge)服务。
　　国外相关公司的发展状况
　　下面为大家介绍国外几家和自动驾驶网络安全相关的公司，它们主要来自德国、荷兰、美国、以色列。
　　1. ESCRYPT(德国)
　　它是德国博世集团下，车载网络安全业务中嵌入式IT安全系统提供商。除了在德国的五个地区外，它还在英国，瑞典，美国，加拿大，印度，中国，韩国和日本设有分部。
　　其正在开发涵盖整个嵌入式系统的网络安全解决方案，包括用于嵌入式系统的加密库「CycurLIB」、车辆访问和密钥共享的解决方案「CycurACCESS」、用于在车辆与路边基础设施之间进行安全V2X通信的SDK「CycurV2X」，以及嵌入式攻击检测和对具有网络功能车辆的持续保护的「CycurIDS」等等，提供了多种产品阵容。
　　2. Infineon Technologies(德国)
　　它是面向网络安全的微控制器市场的全球领导者，也是与汽车领域有着长期合作关系的主要半导体公司。内置硬件安全模块（HSM）「AURIX」提供了硬件安全模块，这些模块可生成具有高度加密功能的消息身份验证码。
　　2018年5月，大众、奥迪和博世等总共15家公司及学校合作为自动驾驶汽车的网络安全开发一种新方法，开展了联合研究项目「Security For Connected, Autonomous Cars （SecForCARs）」。该项目计划持续到2021年3月，内容包括开发更高安全性的联网自动驾驶汽车、针对安全漏洞的评估标准，以及为汽车制造商和技术公司迅速填补已出现的安全漏洞的手段。
　　3. Irdeto(荷兰)
　　它是一家开发数字平台安全系统的荷兰公司，提供开发保护包括媒体、娱乐、游戏，互联运输、IoT领域的数字平台和应用程序等的产品。之前对外发表了其在汽车领域里正在开发面向OEM、Tier 1，与EV和V2X相关的各种安全产品。
　　4. Wind River(美国)
　　Wind River是一家软件开发公司。它于2009年加入英特尔旗下，并于2018年被TPG Capital收购。
　　在汽车领域，其开发的「Wind River Helix Cockpit」是一种安全可靠的集成计算平台，目的是为了快速、经济高效地开发下一代车载系统。该公司还正在开发一个支持ADAS和自动驾驶系统的平台「Wind River Helix Drive」（支持ISO 26262认证），以及一个软件平台「Wind River Helix Edge Sync」用于软件生命周期管理和远程OTA更新。2019年2月，其还公开了「Wind River Chassis」的扩展版汽车网络安全软件平台。
　　5. Karamba Security(以色列)
　　它是一家从事车载网络安全业务的以色列公司。 公司开发的用于自动驾驶的物联网安全产品，例如「Carwall」和「SafeCAN」，可防止网络攻击而不会被误检测，对包括OTA更新在内的通信进行身份验证，并提供端到端的车载安全。
　　该公司于2018年11月宣布，它将把「Karamba Carwall」与瑞士某半导体制造商的车载处理器「Telemaco3P」合并在一起。
　　写在最后
　　在实现全自动驾驶的道路上，网络安全是一个不得不攻克的技术难关。根据调查公司MarketsandMarkets的报告内容，全球汽车行业的网络安全市场，从2018到2025年间CAGR（年平均成长率）会以23.16%增长，到2025年将会到达57亿7000万美元的规模。
　　国内在自动驾驶的网络安全方面也逐步重视起来了。从去年(2018年)百度成立Apollo汽车信息安全实验室，然后又发布国内首个自动驾驶领域的安全报告（Apollo Pilot安全报告）就可以看出，汽车的网络安全随着自动驾驶到来，变得至关重要。最后，希望自动驾驶不是人类网络安全灾难的开始，而是真正为我们保驾护航。