無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全問題分析

李靖

(陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 寶雞 721001)

0 前言

對于無人駕駛汽車來說，車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在其中占據(jù)重要地位，其不僅需要與云平臺(tái)和外部智能交通系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)通信，還需要針對車內(nèi)部的各個(gè)關(guān)鍵電控單元進(jìn)行合理控制，所以如果車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)被黑客入侵的情況，將引起不堪設(shè)想的后果。與此同時(shí)，當(dāng)前以控制器局域網(wǎng)(CAN)總線為基礎(chǔ)的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，已經(jīng)在無人駕駛汽車中得到了廣泛應(yīng)用。該協(xié)議不僅可靠性較高，而且具有使用成本相對較低的優(yōu)勢。但是在對其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，必須考慮信息安全相關(guān)問題，原因在于，當(dāng)無人駕駛汽車接入到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，車載網(wǎng)絡(luò)總線即為開放式的系統(tǒng)，黑客可能采用物理或遠(yuǎn)程的方式針對車內(nèi)的智能信息系統(tǒng)或者電子設(shè)備進(jìn)行攻擊，影響行車安全和車輛信息安全[1]。因此，針對無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全問題，必須予以充分重視，并且采用合理的方式對其中存在的不良情況進(jìn)行優(yōu)化。

1 無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全威脅

美國國家公路交通安全管理局對于車輛黑客行為的定義為將檢索車主信息或操縱汽車功能作為主要目的，未經(jīng)授權(quán)即入侵汽車系統(tǒng)的行為。當(dāng)前黑客針對無人駕駛汽車進(jìn)行入侵的方式主要可以分為2種：① 針對汽車技術(shù)架構(gòu)及內(nèi)部設(shè)計(jì)漏洞進(jìn)行入侵；② 針對實(shí)際使用過程進(jìn)行入侵。無人駕駛汽車中之所以存在網(wǎng)絡(luò)安全危險(xiǎn)，既與汽車駕駛過程中外部信息交互具有密切關(guān)聯(lián)，也與汽車自身的設(shè)計(jì)架構(gòu)有關(guān)。

1.1 汽車駕駛過程中外部信息交互

因?yàn)闊o人駕駛汽車在行駛過程中必須應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，無法實(shí)現(xiàn)物理斷網(wǎng)條件下的自動(dòng)行駛，所以無人駕駛汽車必須持續(xù)與其他車輛進(jìn)行交流，方可合理規(guī)劃路線，并躲避交通堵塞等情況。為了實(shí)現(xiàn)通信的連接，需要在汽車之中應(yīng)用5G和Wi-Fi等，但是與此同時(shí)，黑客能夠采用物理的形式或者遠(yuǎn)程控制的形式，針對汽車系統(tǒng)進(jìn)行入侵。

從實(shí)際情況來看，黑客采用遠(yuǎn)程控制的形式對無人駕駛汽車進(jìn)行入侵的可能性更大。一般應(yīng)用遠(yuǎn)程控制的形式，需要首先針對網(wǎng)絡(luò)漏洞進(jìn)行入侵，其次采用軟件通過漏洞對聯(lián)網(wǎng)元器件進(jìn)行控制，進(jìn)而導(dǎo)致車電網(wǎng)絡(luò)漏洞能夠?qū)噧?nèi)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。在此情況下，一旦黑客開始惡意控制車輛駕駛，可能造成嚴(yán)重后果，甚至直接威脅車內(nèi)人員及相關(guān)人員的生命。

1.2 汽車自身設(shè)計(jì)架構(gòu)

無人駕駛汽車的正常行駛需要由車內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)施總控，也就是需要首先構(gòu)建起車內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò)，總線技術(shù)在其中起中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用。因?yàn)轳{駛設(shè)置處于高度自動(dòng)化的狀態(tài)，所以無人駕駛汽車的內(nèi)部必然存在大量傳感器，全部傳感器對汽車行駛信息進(jìn)行匯總，并傳輸至總線，方可為汽車的正常行駛提供重要基礎(chǔ)。同時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)系統(tǒng)采用串聯(lián)的方式與總線進(jìn)行連接，所以各系統(tǒng)間互相不會(huì)產(chǎn)生影響，同時(shí)還可以在總線方面自由獲取數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成車內(nèi)的局域網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)而順利實(shí)現(xiàn)無人駕駛[2]。

2 優(yōu)化措施

當(dāng)前我國無人駕駛汽車正處于政府牽頭規(guī)劃、科研院研發(fā)、企業(yè)生產(chǎn)的狀態(tài)中，相關(guān)工作受到了充分重視，其中網(wǎng)絡(luò)安全問題屬于最重要的問題之一，所以需要從不同的角度出發(fā)，盡可能優(yōu)化無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全問題，具體優(yōu)化措施有完善相關(guān)法律法規(guī)、強(qiáng)化安全監(jiān)測、積極發(fā)展相關(guān)技術(shù)、構(gòu)建信息安全防護(hù)體系、網(wǎng)關(guān)物理隔離保護(hù)。

2.1 完善相關(guān)法律法規(guī)

采用合理制定政策、完善相關(guān)法律法規(guī)的方式，對無人駕駛行業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展進(jìn)行引導(dǎo)。近幾年我國政府越來越重視人工智能行業(yè)的發(fā)展，并以實(shí)際情況為基礎(chǔ)制定了相關(guān)的前沿政策，但是對于無人駕駛領(lǐng)域來說，尚不具有專門的網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)政策出臺(tái)。因此，為了保障無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全治理工作水平的持續(xù)提升，需要積極參考國外絡(luò)安全相關(guān)政策，構(gòu)建起無人駕駛汽車的基本網(wǎng)絡(luò)安全框架。

2017年，美國提出《自動(dòng)駕駛汽車法案》草案，要求無人駕駛汽車制造商在對汽車或系統(tǒng)進(jìn)行銷售時(shí)，必須設(shè)定書面形式的隱私保護(hù)計(jì)劃，對車主及乘客的個(gè)人信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)和適當(dāng)應(yīng)用，同時(shí)設(shè)定具有針對性的保護(hù)措施。對于用車過程中產(chǎn)生的欺騙性數(shù)據(jù)，將采用執(zhí)法行為進(jìn)行處理[3]。

參考美國的《自動(dòng)駕駛汽車法案》草案，在我國針對自動(dòng)駕駛汽車相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行制定的過程中，同樣需要注重保障汽車全生命周期內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全，從設(shè)計(jì)階段就充分考慮數(shù)據(jù)安全問題，并根據(jù)信息安全環(huán)境和道路交通實(shí)際情況進(jìn)一步完善相關(guān)法律法規(guī)。另外，可以選擇與無人駕駛汽車企業(yè)共同制定相關(guān)規(guī)章制度，針對其中的網(wǎng)絡(luò)安全情況進(jìn)行評估，將評估結(jié)果劃分成為不同等級(jí)，并制定具有差異化和針對性的安防標(biāo)準(zhǔn)，以促使無人駕駛汽車的安全性可以得到切實(shí)提升。

2.2 強(qiáng)化安全監(jiān)測

對于無人駕駛汽車的開發(fā)工作來說，安全監(jiān)測工作占據(jù)極重要的地位。相對于其他人工智能技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用無人駕駛技術(shù)時(shí)，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)被入侵的情況，其后果更加嚴(yán)重，甚至可能造成致命的影響。因此，必須借助完善的、具體的安全監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)明確網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測工作范圍，并提升相關(guān)的監(jiān)測工作水平，方可全面提升無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全性。一方面，應(yīng)該嚴(yán)格制定無人駕駛技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，積極出臺(tái)無人駕駛汽車安全保障制度，合理提升無人駕駛汽車的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和出廠標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格禁止在相關(guān)技術(shù)尚不完善的情況下開展大規(guī)模的推廣工作，更不可涉及到民用；另一方面，應(yīng)該進(jìn)一步完善無人駕駛技術(shù)相關(guān)的安全測試，要求在開展路測工作的過程中，除了檢測汽車基本性能和人機(jī)交互功能外，還應(yīng)對其在遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)的安全狀態(tài)進(jìn)行檢測，以確認(rèn)無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全性，并在實(shí)際情況的基礎(chǔ)下不斷改進(jìn)[4]。

2.3 積極發(fā)展相關(guān)技術(shù)

無人駕駛技術(shù)屬于人機(jī)協(xié)同技術(shù)持續(xù)發(fā)展背景下的一類新技術(shù)，但是相對于其他多種人工智能技術(shù)來說，發(fā)展時(shí)間相對較短，所以其中存在的不足之處相對更多，特別是無人駕駛技術(shù)中存在的風(fēng)險(xiǎn)更大，其對于安全性的要求更高。為了能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛技術(shù)的良好發(fā)展、提升無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)水平，需要積極推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，特別是要針對加密算法技術(shù)予以充分重視。對于無人駕駛汽車相關(guān)企業(yè)來說，應(yīng)該積極提升密鑰、數(shù)字算法等多項(xiàng)技術(shù)，并嘗試將量子通信技術(shù)應(yīng)用于其中，采用量子力學(xué)相關(guān)的原理為無人駕駛汽車的發(fā)展提供不能被計(jì)算破解的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。與此同時(shí)，各汽車企業(yè)平臺(tái)應(yīng)積極開展合作，實(shí)現(xiàn)資源共享和優(yōu)勢互補(bǔ)，構(gòu)建全面監(jiān)測汽車網(wǎng)絡(luò)安全和信息共享的平臺(tái)；積極推動(dòng)高校相關(guān)專業(yè)發(fā)展，為無人駕駛汽車行業(yè)的發(fā)展提供更多專業(yè)人才[5]。

2.4 構(gòu)建信息安全防護(hù)體系

在信息時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的背景下，任何行業(yè)對于信息安全均越來越重視，提出的相關(guān)工作要求也越來越高，且越來越具體，所以必須積極構(gòu)建相應(yīng)的信息安全防護(hù)體系，從流程管理、技術(shù)應(yīng)用及團(tuán)隊(duì)建設(shè)等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全水平的持續(xù)提升。

針對無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)建信息安全防護(hù)體系時(shí)，需要先構(gòu)建信息安全團(tuán)隊(duì)，并對各方面主體的工作內(nèi)容及工作職責(zé)進(jìn)行細(xì)致、明確的劃分，從設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)維等各個(gè)角度出發(fā)，為無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全工作提供保障。但是，該項(xiàng)工作的落實(shí)成本相對較高，同時(shí)對于專業(yè)技能水平提出的要求也較高，所以可以根據(jù)實(shí)際情況選擇邀請不同的專業(yè)團(tuán)隊(duì)參與到該項(xiàng)工作當(dāng)中，分別發(fā)揮不同的專業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)各方的優(yōu)勢互補(bǔ)和資源互補(bǔ)，以全面提升無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全水平。

2.5 網(wǎng)關(guān)物理隔離保護(hù)

網(wǎng)關(guān)物理隔離保護(hù)是指采用評估網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)的形式，針對無人駕駛汽車中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)施合理的改造，將防護(hù)工作的重點(diǎn)置于獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)中，將其中與安全相關(guān)的關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)隔離。由于網(wǎng)關(guān)中已經(jīng)包含網(wǎng)絡(luò)防火墻及安全加密機(jī)制，所以原本易受到攻擊的、對于安全性要求不高的信息娛樂區(qū)、車載自動(dòng)診斷系統(tǒng)(OBD)等普通區(qū)域，能夠與高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)域、底盤與動(dòng)力總成域等實(shí)現(xiàn)相互之間的分離；如果需要開展跨域控制工作或傳輸請求，特別是對來自于車身外部的請求進(jìn)行傳輸時(shí)，網(wǎng)關(guān)則能夠針對其身份進(jìn)行識(shí)別，然后決定是否將請求轉(zhuǎn)發(fā)至安全域。一般來說，請求既可能來自于智能鑰匙，也可能來自于車聯(lián)網(wǎng)通信盒(T-BOX)，還可能來自于服務(wù)器更新固件，所以中央網(wǎng)關(guān)必須針對私有代碼及數(shù)據(jù)的訪問請求進(jìn)行合理甄別，堅(jiān)決拒絕出現(xiàn)非法訪問的情況[6]。

3 結(jié)語

在我國經(jīng)濟(jì)水平及科技水平均處于持續(xù)發(fā)展的背景之下，人工智能技術(shù)必然高速發(fā)展，且因?yàn)闊o人駕駛汽車屬于可能改變世界汽車行業(yè)發(fā)展路徑的新行業(yè)，所以其受到了廣泛的關(guān)注。但是從實(shí)際來看，其發(fā)展過程中存在諸多危險(xiǎn)，網(wǎng)絡(luò)安全即為其中之一。當(dāng)前已經(jīng)明確無人駕駛汽車在網(wǎng)絡(luò)安全方面存在的威脅主要可以分為2個(gè)部分，所以可以據(jù)此結(jié)合實(shí)際情況對相應(yīng)的優(yōu)化措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)前可以應(yīng)用于其中的優(yōu)化措施主要包括完善相關(guān)法律法規(guī)、強(qiáng)化安全監(jiān)測、積極發(fā)展相關(guān)技術(shù)、構(gòu)建信息安全防護(hù)體系、網(wǎng)關(guān)物理隔離保護(hù)等。另外，還應(yīng)繼續(xù)針對無人駕駛汽車的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)進(jìn)行深入研究，盡可能提升優(yōu)化措施的應(yīng)用效果，并促使優(yōu)化措施更加全面和細(xì)致，方能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)安全水平的持續(xù)提升。