車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全評估技術(shù)及應(yīng)用

何超波

（廣汽三菱汽車有限公司， 湖南 長沙 410014）

隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展， 目前市面上配備車聯(lián)網(wǎng)的車輛已經(jīng)較普遍， 人們生活得到較大便利。 隨之而來， 車聯(lián)網(wǎng)信息安全已經(jīng)成為一個重要課題， 不僅是對產(chǎn)品或者使用個人， 一旦出現(xiàn)大面積安全事故， 影響的將會是社會各個方面。 本文將從車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)介紹開始， 逐步分析車聯(lián)網(wǎng)信息安全涉及的各個方面， 并針對車聯(lián)網(wǎng)信息安全方面進(jìn)行系統(tǒng)的測試， 指導(dǎo)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息安全開發(fā)， 為整車信息安全提供更好的保護(hù)。

2013年， 針對福特翼虎和豐田普銳斯的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)黑客攻擊， 使人們開始考慮車聯(lián)網(wǎng)安全問題。 不同的整車廠的車聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)開發(fā)水平參差不一， 即使如特斯拉等強(qiáng)大品牌的整車廠， 也不斷暴露被遠(yuǎn)程劫持的風(fēng)險。 中國是世界汽車第一產(chǎn)銷大國， 大規(guī)模的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用， 也帶來了大量潛在的風(fēng)險， 一旦出現(xiàn)大面積車聯(lián)網(wǎng)信息安全事故， 也可能對社會造成嚴(yán)重影響。 目前， 國家工信部也不斷組織信息安全領(lǐng)域?qū)＜覍υ搯栴}進(jìn)行研討， 不斷制定更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)， 用于指導(dǎo)國內(nèi)汽車生產(chǎn)。 本文通過對某車型車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)介紹， 以及對信息安全風(fēng)險進(jìn)行分析、 測試， 探索制定出一套信息安全相關(guān)測試及評價方法。

1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)介紹

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)大體一致， 包含車載端和非車載端，其中車載端指T-box、 信息娛樂系統(tǒng)、 BCM、 PEPS等； 非車載端指APP及TSP。 根據(jù)每個主機(jī)廠的設(shè)計(jì)， 車載端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)略有不同， 本文中涉及的車型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

T-box主要功能是用于車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與外界網(wǎng)絡(luò)互連， 是信息傳遞連接的樞紐。 用戶通過手機(jī)APP可以獲取到車內(nèi)的相關(guān)信息， 如位置、 車輛狀態(tài)等， 同時還可以遠(yuǎn)程控制車輛相關(guān)ECU工作。 在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中， T-box也是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的主要侵入口之一。

IVI作為車內(nèi)主要的人機(jī)交互設(shè)備， 與T-box進(jìn)行交互，連接網(wǎng)絡(luò)， 通過IVI系統(tǒng)內(nèi)配置不同的APP應(yīng)用， 用戶可以實(shí)現(xiàn)車內(nèi)娛樂、 信息交互等功能， 豐富和方便用戶的使用。目前國內(nèi)市場上IVI系統(tǒng)主要搭載安卓系統(tǒng)， 容易被黑客攻擊， 是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注部件之一。

其它相關(guān)ECU主要是指BCM和PEPS， 在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，T-box通過CAN總線向ECU發(fā)出指令， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟動發(fā)動機(jī)、 遠(yuǎn)程控制空調(diào)、 燈光等。

手機(jī)端和TSP也是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分， 用戶通過APP向TSP發(fā)出指令， 實(shí)現(xiàn)大量車聯(lián)網(wǎng)功能。 同時， 由于APP及TSP容易被攻擊， 也是車聯(lián)網(wǎng)信息安全的重要考慮對象。

2 攻擊點(diǎn)分析

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過程中包含了大量數(shù)據(jù)采集、 傳輸、 處理等， 各個環(huán)節(jié)均有可能成為外界攻擊點(diǎn)， 突破各個節(jié)點(diǎn)的防護(hù)侵入到整車內(nèi)甚至擴(kuò)展到TSP， 進(jìn)而可以控制其它車輛， 造成大面積的安全隱患。 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的攻擊主要分為幾大類： 本地物理攻擊、 近場無線攻擊、 遠(yuǎn)程無線攻擊。

2.1 本地物理攻擊

OBD接口是車載診斷接口， 通過OBD接口能夠與車內(nèi)ECU進(jìn)行交互， 獲取大量車載ECU相關(guān)信息。 OBD接口一般需要認(rèn)證通過才能進(jìn)行通信， 但是這種認(rèn)證也能夠被黑客破解， 進(jìn)而利用獲取到更高權(quán)限。

車載USB接口， 用戶一般通過車載USB去讀取音頻文件， 黑客可以通過將惡意軟件偽裝成音視頻文件等， 從而感染IVI操作系統(tǒng)， 獲取相關(guān)權(quán)限。

2.2 短距離無線攻擊

車載設(shè)備中， 部分系統(tǒng)具備近場無線通信功能， 這些無線通信功能存在被外界非法利用劫持的可能。 一般來說，車載系統(tǒng)中， 近場無線通信主要有藍(lán)牙、 胎壓監(jiān)測、 遙控鑰匙、 車載Wi-Fi。

1） 車載藍(lán)牙， 主要用于藍(lán)牙鑰匙和藍(lán)牙通話， 藍(lán)牙傳輸協(xié)議屬于明文傳輸， 易被攻擊， 常見的攻擊方式有： 通過藍(lán)牙獲取用戶個人隱私信息、 通過藍(lán)牙執(zhí)行拒絕服務(wù)攻擊等。

2） 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)信號傳輸需要通過低頻無線信號傳給BCM， 攻擊者可以模擬胎壓傳感器給BCM發(fā)送錯誤信息，實(shí)現(xiàn)攻擊目的。

3） 車載Wi-Fi方便了用戶的使用， 提升用戶體驗(yàn)， 但是也給攻擊者帶來了攻擊點(diǎn)。 通過對Wi-Fi的口令破解， 可以連接到車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)， 獲取車內(nèi)敏感數(shù)據(jù)或者更高層級的權(quán)限， 進(jìn)而對車輛實(shí)施攻擊。

2.3 遠(yuǎn)程攻擊

APP和TSP作為非車載端的主要組成部分， 是外部攻擊者重點(diǎn)關(guān)注對象， 通過對TSP和APP的漏洞進(jìn)行掃描， 發(fā)現(xiàn)相關(guān)漏洞， 攻擊者就可以通過APP和TSP向車輛發(fā)出合法指令， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單一車輛或者大規(guī)模攻擊。

3 測試方法及結(jié)果

3.1 測試用例

針對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)， 通過攻擊點(diǎn)分析， 確認(rèn)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的薄弱點(diǎn)， 按照系統(tǒng)組成分成4大塊， 分別進(jìn)行針對性測試， 主 要 包 含 車 載 端ECU （T-box、 IVI）、 通 信、 TSP、APP。 本文列舉了部分測試項(xiàng)目， 隨著技術(shù)的發(fā)展， 相關(guān)測試項(xiàng)目還將繼續(xù)增加。 APP及TSP用例列表見表1， 車載端ECU及通信測試用例列表見表2。

表1 APP及TSP用例列表

表2 車載端ECU及通信測試用例列表

3.2 測試結(jié)果

根據(jù)前文介紹的智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)， 針對系統(tǒng)各個組成部分進(jìn)行分析， 評估系統(tǒng)風(fēng)險點(diǎn)， 制定整車測試方案和具體的測試用例， 并對某智能網(wǎng)聯(lián)車型進(jìn)行整車信息安全測試。 測試結(jié)果見表3。

表3 測試結(jié)果列表

其中， ①高危漏洞為： IVI系統(tǒng)可以通過ADB端口獲取系統(tǒng)權(quán)限， T-box開啟了Telnet服務(wù)， TSP存在CVE—2021-44228 漏洞； ②中危漏洞為： IVI 系統(tǒng)存在可篡改并刷寫EMMC固件， T-box存在nc-e參數(shù)， 可以用于傳遞T-box文件到本地進(jìn)行逆向分析， 同時登陸界面未做登陸次數(shù)限制，容易被破解， TSP泄露內(nèi)網(wǎng)FTP服務(wù)器的IP、 口令等信息；③低危漏洞： IVI 系統(tǒng)存在可讀取絲印、 T-box配置明文存儲需要加密， 無法隱藏藍(lán)牙名稱等。

4 結(jié)論

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)不完全一致， 車聯(lián)網(wǎng)信息安全需要根據(jù)實(shí)際車型進(jìn)行分析， 確定系統(tǒng)的風(fēng)險點(diǎn)。 文章根據(jù)某車型車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)， 進(jìn)行了風(fēng)險分析、 信息安全測試用例制定，并根據(jù)指定的測試用例進(jìn)行了相關(guān)測試， 發(fā)現(xiàn)相關(guān)漏洞，并進(jìn)行了修復(fù)。 本文對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行指導(dǎo)， 形成了相關(guān)的開發(fā)測試流程， 保障了企業(yè)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。