車聯網(Internet of Vehicles, IoV)作為物聯網技術在交通領域的核心應用,正以前所未有的速度重塑著汽車產業與交通出行模式。從最初的基礎車載信息娛樂系統,到如今的車輛與萬物互聯(V2X:Vehicle-to-Everything),其技術發展經歷了深刻的變革。
一、車聯網核心技術發展脈絡
1. 通信技術的迭代:從傳統的2G/3G網絡支撐的遠程信息處理(Telematics),發展到基于4G LTE的寬帶互聯,直至當前面向低延遲、高可靠、大連接的5G-V2X技術。5G為實時高精度地圖下載、遠程駕駛、編隊行駛等高級應用提供了可能。C-V2X(蜂窩車聯網)與DSRC(專用短程通信)的技術路線之爭也逐漸明晰,C-V2X憑借其演進優勢成為主流方向。
2. 計算架構的演進:計算正從分散的ECU(電子控制單元)向域控制器(Domain Controller)和集中式的“車載電腦”甚至“車云一體”架構邁進。邊緣計算(MEC)的引入,使得部分高實時性數據處理在靠近車輛的邊緣節點完成,有效降低了云端往返延遲。
3. 感知與決策的智能化:車聯網不再僅是通信網絡,而是融合了高精度傳感器(激光雷達、攝像頭、毫米波雷達)、高精地圖和人工智能算法的智能系統。車端、路側設備(RSU)與云平臺協同感知,實現超視距的全局交通態勢認知,支撐高級別自動駕駛。
二、伴生的網絡安全挑戰與檢測技術開發
技術的飛速發展也極大地擴展了攻擊面,車聯網安全從傳統的車輛物理安全、功能安全,全面延伸到網絡安全(Cybersecurity)。
主要安全威脅包括:
- 遠程攻擊:通過蜂窩網絡、Wi-Fi、藍牙等接口入侵車載信息娛樂系統或T-Box,進而滲透到CAN總線等車內網絡,非法控制車輛關鍵功能(如轉向、制動)。
- 近場攻擊:利用鑰匙漏洞進行中繼攻擊,或通過診斷接口(OBD)進行物理接入攻擊。
- V2X通信攻擊:偽造、重放、篡改V2X消息(如BSM基本安全消息),傳播虛假交通信息,造成交通混亂甚至事故。
- 云端與供應鏈風險:車云通信接口、OTA升級服務器、第三方應用及供應商組件都可能成為攻擊入口。
對應的安全檢測技術開發重點:
1. 縱深防御體系構建:開發基于硬件安全模塊(HSM)、安全網關、車載入侵檢測與防御系統(IDS/IPS)的車內網絡隔離與防護技術。確保即使某個節點被攻破,攻擊也難以橫向擴散至核心控制域。
2. V2X通信安全:開發基于公鑰基礎設施(PKI)的數字證書管理機制,實現V2X消息的認證、完整性與保密性保護。研究針對異常消息的行為檢測算法,識別惡意節點。
3. 滲透測試與漏洞挖掘:建立專業的車聯網滲透測試框架,對車載系統、移動應用、云端API、通信協議進行系統性漏洞掃描與模糊測試。開發車載網絡(如CAN, Automotive Ethernet)的專用安全測試工具。
4. 安全監控與應急響應:構建車云協同的安全運營中心(VSOC),實時收集車輛安全日志、異常行為告警,利用大數據和AI算法進行威脅分析與預測,并建立快速的OTA安全補丁分發機制。
5. 標準與合規檢測:依據國內外強制性與行業標準(如UNECE WP.29 R155/R156法規、ISO/SAE 21434標準),開發對應的合規性檢測工具與方法學,確保產品在全生命周期滿足安全要求。
三、未來展望
車聯網技術的發展與安全檢測能力的提升必須“雙輪驅動”,齊頭并進。隨著軟件定義汽車(SDV)和全域互聯的深入,安全將更深地內嵌于芯片、操作系統、軟件架構的底層設計之中。零信任架構、擬態防御等新理念有望引入車域。自動駕駛功能安全與網絡安全的融合(SOTIF)將成為研究前沿。只有構建起貫穿研發、生產、運營、維護全流程的動態、主動、協同的安全防護與檢測體系,才能為車聯網產業的蓬勃發展奠定堅實的信任基石。