中汽創(chuàng)智科技有限公司成立于2020年6月，秉承國資委組建好、運營好、發(fā)展好以及強化責任擔當、強化自主創(chuàng)新、強化改革賦能、強化開放合作的要求，開展前瞻、共性、平臺、核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)孵化。

中汽創(chuàng)智科技有限公司信息安全首席技術(shù)官胡紅星博士圍繞《應對汽車信息安全挑戰(zhàn)》展開演講，從智能化網(wǎng)聯(lián)化帶來的汽車信息安全的挑戰(zhàn)、應對策略的幾點思考與實踐、未來的幾個技術(shù)研發(fā)方向三方面進行介紹。以下是演講內(nèi)容整理：

中汽創(chuàng)智科技有限公司信息安全首席技術(shù)官胡紅星博士

中汽創(chuàng)智科技有限公司很年輕，在兩年前剛剛成立，是根據(jù)國家重大戰(zhàn)略組建的新型央企創(chuàng)新聯(lián)合體，解決關(guān)鍵核心技術(shù)卡脖子難題，致力于成為汽車產(chǎn)業(yè)安全的守護者，汽車行業(yè)原創(chuàng)技術(shù)的策源地，貫徹落實國家雙碳戰(zhàn)略、“把民族汽車品牌搞上去”是我們的使命。

我們主要聚焦三個領(lǐng)域，一個是智能底盤，線控底盤技術(shù)；第二個是新能動力，包括氫燃料動力、固態(tài)電池，還有一個是智能網(wǎng)聯(lián)，包括自動駕駛、智能座艙、操作系統(tǒng)、人車路云、芯片等，智能網(wǎng)聯(lián)事業(yè)部也研究汽車安全技術(shù)，包括網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全、以及功能安全。

智能化網(wǎng)聯(lián)化-汽車信息安全的挑戰(zhàn)

隨著網(wǎng)聯(lián)化、智能化的發(fā)展，汽車面臨的網(wǎng)絡安全風險急劇上升。我工作很多年，見證了汽車的電子電氣架構(gòu)演變，到現(xiàn)在智能化、軟件定義汽車的發(fā)展。汽車最早是交通工具，現(xiàn)在變成移動的智能空間，智能網(wǎng)聯(lián)化帶來了開源操作系統(tǒng)，高速近場/遠程通訊，大量車載傳感器，眾多高性能運算單元，復雜多樣的數(shù)據(jù)流，敏感信息交互，云計算/邊緣計算等等，這些新功能的開發(fā)也對應著一定的風險，比如開源操作系統(tǒng)會造成黑客攻擊面的增加，巨量數(shù)據(jù)流倘若沒有合理有效的監(jiān)測防護，就會產(chǎn)生傳輸儲存訪問的諸多風險。

還有軟件定義汽車、高級自動駕駛、V2X車路協(xié)同，推動整車E/E架構(gòu)變化，從分散式架構(gòu)到集成式架構(gòu)，再到域控制器架構(gòu)，現(xiàn)在開始是域融合架構(gòu)，將來還有中央計算大腦+云計算架構(gòu)。這種架構(gòu)演變方向?qū)⑾魅跣畔踩烙膽?zhàn)略縱深，原有的解決方案已不適用，這是行業(yè)所碰到的新挑戰(zhàn)。

研究報告顯示，10年來，汽車信息安全事件急劇增加，僅在過去的一年，這個數(shù)字就增加了一倍。而隨著車輛網(wǎng)聯(lián)率的提升，越來越多的聯(lián)網(wǎng)車輛上路，每起事故的潛在損害呈指數(shù)級上升，使得汽車公司和消費者處于危險之中。

圖片來源：中汽創(chuàng)智科技有限公司

汽車網(wǎng)絡信息安全領(lǐng)域的里程碑事件是在2015年7月，菲亞特克萊斯勒(FCA)決定召回140萬輛帶有信息安全隱患，可能被惡意遠程操控的汽車，這是由于信息安全造成車企巨大損失的首起案例。此后，汽車網(wǎng)絡安全事件層出不窮，比如豐田服務器遭到入侵，310萬個人數(shù)據(jù)泄露；戴姆勒旗下Car2Go手機APP被破解，100余輛高端車被盜；特斯拉多種車型均遭到破解，白帽黑客及研究機構(gòu)披露多項漏洞，涉及無鑰匙解鎖中繼攻擊等，可輕易盜竊車輛。對近年來發(fā)生的多起安全事件作分析，會發(fā)現(xiàn)主要是通過通信信道、對車輛數(shù)據(jù)或代碼構(gòu)成威脅。

自動駕駛，智能座艙也給數(shù)據(jù)安全隱私保護帶來了極大挑戰(zhàn)，高階自動駕駛配備可覆蓋360°環(huán)境采集的傳感器系統(tǒng)，具備強大硬件能力同步進行數(shù)據(jù)分析，此外，高階自動駕駛所配備的環(huán)境信息采集相機，超聲波雷達，毫米波雷達，激光雷達，慣導和GPS系統(tǒng)，可實現(xiàn)200米范圍內(nèi)建筑物、運動物體、車輛、行人信息全方位收集，預計等到2025年，一個全自動駕駛車輛每小時可以產(chǎn)生500GB數(shù)據(jù)，這些巨量的數(shù)據(jù)流怎么安全地去處理和監(jiān)護又將成為問題。

此外，現(xiàn)在正在推廣的遠程軟件刷寫OTA技術(shù)，可以通過遠程升級實現(xiàn)車輛的遠程控制，屬于真正打破了網(wǎng)絡與現(xiàn)實的界限，一旦智能汽車被攻擊、甚至被控制，其危害性將遠大于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡攻擊。

另外還要考慮到數(shù)據(jù)合規(guī)的問題，伴隨著個人信息保護執(zhí)法力度的加強，以及各國信息安全法規(guī)的逐步出臺，比如在歐盟等國開始實施的有關(guān)車輛信息安全和軟件升級管理要求的WP.29 R155和R156，有關(guān)數(shù)據(jù)安全的GDPR，2021年8月發(fā)布的ISO/SAE 21434道路車輛網(wǎng)絡安全工程標準。信息安全、數(shù)據(jù)合規(guī)將成為新車型落地的剛需，麥肯錫報告數(shù)據(jù)顯示，汽車網(wǎng)絡安全市場將從2020年49億美元增長到2030年的97億美元，年增長率超過7%。

由此，我們認為汽車信息安全已經(jīng)從“事件驅(qū)動”進入了“法規(guī)標準驅(qū)動”，汽車信息安全的整個行業(yè)進入窗口期，某種意義上是走入了藍海。

應對策略的幾點思考與實踐

對我們來說有幾點應對挑戰(zhàn)的策略。首先，要建立一個完成的汽車信息安全核心技術(shù)體系，需要從網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全；云、管、端、核縱深防御；全生命周期安全管理三方面入手，覆蓋底層一系列安全策略、硬件層的安全防護、網(wǎng)絡通信安全、到上層的安全運營管理，包括網(wǎng)絡安全態(tài)勢感知、數(shù)據(jù)安全態(tài)勢感知、智能安全態(tài)勢感知。

車輛安全運營中心還包括安全漏洞庫、威脅情報庫等，建立以上數(shù)據(jù)庫并不斷完善，才能為車內(nèi)建立入侵防御系統(tǒng)提供保障。最后還要保證各類通訊的數(shù)據(jù)安全，覆蓋數(shù)據(jù)采集、存儲處理，轉(zhuǎn)化等全生命周期鏈條，才能建立完整的汽車信息安全技術(shù)體系。

圖片來源：中汽創(chuàng)智科技有限公司

我們在6月份發(fā)布了一套完整的入侵檢測防御系統(tǒng)，其中HIDPS+NIDPS主要滿足車端的智能座艙、自動駕駛，復雜場景的實時防控需求，基于AUTOSAR標準開發(fā)的IDS便于進行快速適配，實現(xiàn)與功能安全聯(lián)動的車控入侵檢測。系統(tǒng)中設置了DS（數(shù)據(jù)哨兵），是為滿足座艙、自動駕駛的數(shù)據(jù)合規(guī)需求而設計置的模塊。我們推出的云端VSOC（車輛安全運營中心），采用微服務架構(gòu)、領(lǐng)先的輕量級系統(tǒng)架構(gòu)設計，支持百萬級并發(fā)、彈性擴容，負責攻擊事件的態(tài)勢呈現(xiàn)、大數(shù)據(jù)分析、自動化編排的運營管理。

以下是整車分布式入侵檢測防御系統(tǒng)的典型架構(gòu)，主要有四個層次：第一層是連接部署層，主要是T-BOX部署：NIDPS/防火墻；第二層是跨域融合層，包括網(wǎng)關(guān)(GW)部署：NIDPS/防火墻；智能座艙(CDC)部署：NIDPS/HIDPS；自動駕駛(ADC)部署：NIDPS；第三層是區(qū)域控制層，包括VIU：Vehicle Integrate Unit；區(qū)域控系統(tǒng)如車身、動力、底盤部署：IDS。第四層是傳感執(zhí)行層。

以上是整體部署的情況，但是僅靠IDPS還是不夠的，還需要威脅檢測與分析平臺，威脅檢測與分析平臺的核心是聚合分析引擎、AI分析引擎、關(guān)聯(lián)分析引擎。依據(jù)車端IDS&IDPS數(shù)據(jù)、云端數(shù)據(jù)、外部情報數(shù)據(jù)、漏洞庫數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡靶場提供的威脅情報等等，幫助企業(yè)進行風險分析預判。以安全大數(shù)據(jù)平臺為基礎，海量威脅情報為支撐，通過收集多源異構(gòu)的日志及流量，利用融合建模、人工智能等技術(shù)，幫助客戶持續(xù)監(jiān)測汽車網(wǎng)絡安全態(tài)勢，實現(xiàn)從“被動防御 ”向 “主動防御” 的進階，為企業(yè)的風險評估和應急響應決策提供智能、可靠的支撐。

圖片來源：中汽創(chuàng)智科技有限公司

還有就是建立完整的汽車信息安全測試與評價體系。 從中期中汽創(chuàng)智的角度來看，我們想將建立第三方檢測認證平臺，包括：合規(guī)測試、符合性測試、滲透測試。具體來說，合規(guī)測試是依據(jù)信息安全標準法規(guī)，進行產(chǎn)品安全測試，作為產(chǎn)品準入的基本要求；符合性測試是依據(jù)各產(chǎn)品功能描述，進行一致性測試，包括協(xié)議一致性、功能一致性等，確保達到預定開發(fā)目標；滲透測試是利用白帽黑客攻擊手段，對系統(tǒng)進行滲透測試，挖掘潛在漏洞并提出整改建議，提高產(chǎn)品安全魯棒性。

再來談談汽車網(wǎng)絡攻防靶場，中汽創(chuàng)智與鵬城國家實驗室合作，建設了國內(nèi)一流的汽車網(wǎng)絡攻防靶場，覆蓋OTA、ADAS、V2X典型場景，可為行業(yè)提供汽車網(wǎng)絡安全評測、產(chǎn)品安全測試、新技術(shù)驗證以及網(wǎng)絡安全人才培訓等業(yè)務。采用了汽車目標網(wǎng)絡（場景）仿真建模、汽車典型業(yè)務場景接入技術(shù)、汽車信息安全攻防工具研發(fā)、汽車網(wǎng)絡漏洞庫及靶標庫構(gòu)建、基礎靶場平臺架構(gòu)、分布式互聯(lián)互通等先進技術(shù)。我們還聯(lián)合鵬城國家實驗室開展了“創(chuàng)安杯”智能汽車信息安全公開賽。

以下是依據(jù)ISO/SAE21434標準，并結(jié)合中汽創(chuàng)智的實踐，將信息安全與數(shù)據(jù)安全設計融入汽車產(chǎn)品研發(fā)流程。只有將信息安全與數(shù)據(jù)安全設計融入產(chǎn)品研發(fā)流程中，才能保證我們的自動駕駛、智能座艙域控上車之后，能夠滿足未來市場信息安全準入要求。

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未來的幾個技術(shù)研發(fā)方向

我下面談一下未來的技術(shù)研發(fā)方向?，F(xiàn)在行業(yè)面臨的一個問題是：信息安全防御體系適應不了網(wǎng)速和應用高速發(fā)展的需要，安全防御成為信息系統(tǒng)的負擔和應用發(fā)展的“絆腳石”。這個話怎么講？安全防御成為信息系統(tǒng)的負擔，如成本的提升和運算、存儲資源占比的增加，另外，安全防護技術(shù)的引入也有引起功能安全的風險。

針對這一問題，我們認為有四個領(lǐng)域是要作為重點進行的：第一是基于網(wǎng)聯(lián)設備物理特性的內(nèi)生安全技術(shù)；第二是信息安全與功能安全融合技術(shù)，也就是建立功能安全與信息安全聯(lián)動預警與防御；第三是面對日益復雜的外部威脅，企業(yè)要建立大數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全知識庫：威脅情報庫、安全策略庫、應急響應庫；第四是數(shù)據(jù)安全，需要全生命周期管理的數(shù)據(jù)安全綜合解決方案。

如第一個方向是，利用物理層安全技術(shù)實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)底層安全防御，構(gòu)建系統(tǒng)內(nèi)生防護體系。這主要涉及到兩個關(guān)鍵技術(shù)，第一是利用智能網(wǎng)聯(lián)終端攜帶的固有物理特性，作為身份認證憑據(jù)，實現(xiàn)高速輕量化身份認證，輕量化身份認證也就是如我們熟悉的指紋、面部識別等身份認證概念；第二是利用V2X無線通信信號中物理層隨機且不可預測的特性，在通訊過程中實時產(chǎn)生密鑰，實現(xiàn)高效加密通信。

以V2X通信密鑰分發(fā)困難、難以推廣加密傳輸?shù)男袠I(yè)難題為例，需可以基于無線信道動態(tài)特征生成快速變化的對稱密鑰，實現(xiàn)一次一密，增強破解難度，提升加密通信效率，這一解決方案的核心技術(shù)涉及物理安全信道測量及分析技術(shù)、高效密鑰生成技術(shù)、數(shù)據(jù)加密傳輸技術(shù)、物理安全通信系統(tǒng)設計。

圖片來源：中汽創(chuàng)智科技有限公司

這類研究成果的典型應用就是車內(nèi)網(wǎng)絡身份認證和入侵檢測技術(shù)。目前的基于參數(shù)監(jiān)控、信息熵、機器學習的IDS技術(shù)普遍存在無法溯源的問題，基于密碼學的消息認證碼（MAC）則存在額外負載開銷大，不向后兼容，部分節(jié)點仍可攻擊，無法溯源的問題。我們的解決思路是，基于設備指紋的身份認證技術(shù)：利用ECU獨特的發(fā)射電路硬件特性來建立身份標識，可以保證快速響應、可攻擊溯源、具備內(nèi)生安全屬性。

但這項技術(shù)的應用也存在尚待解決的問題：比如溫度、供電及電磁干擾等因素對ECU設備指紋魯棒性的影響及應對措施；需要進一步降低設備指紋身份認證時間至微妙級，確保不漏一幀，力爭在物理層完成認證和防護。

第二個方向是基于數(shù)字孿生的信息安全與功能安全融合技術(shù)，通過建立信息安全和功能安全的協(xié)同聯(lián)動機制，實現(xiàn)自動駕駛、車路協(xié)同等場景下的信息安全和功能安全預警與防御，具體要做到這點依賴以下三項關(guān)鍵技術(shù)：物理車輛與數(shù)字車輛映射建模（數(shù)字孿生）；安全基線策略庫+應急響應規(guī)則庫；場景驅(qū)動的信息安全與功能安全聯(lián)動預警。

還有就是建立大數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全知識庫，包括威脅情報庫、安全策略庫、應急響應庫，建立數(shù)據(jù)全生命周期安全技術(shù)框架這幾個方向。將來的技術(shù)方向中，不但要有網(wǎng)絡安全態(tài)勢感知，還有數(shù)據(jù)安全態(tài)勢感知，包括數(shù)據(jù)流量、用戶行為，數(shù)據(jù)的溯源，安全態(tài)勢的預判等等，所以說汽車網(wǎng)絡安全領(lǐng)域還有很多事情需要做，需要大家相互協(xié)作、共同完成。

以上內(nèi)容來自中汽創(chuàng)智科技有限公司信息安全首席技術(shù)官胡紅星博士于2022年8月25日由蓋世汽車主辦的2022中國汽車信息安全與功能安全大會發(fā)表的《應對汽車信息安全挑戰(zhàn)》主題演講。）

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