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新問題“老”辦法—如何保障聯網汽車的安全

2015-12-23 08:51:43 未知

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作者：博通（Broadcom）公司汽車業務高級總監Ali Abaye博士

當下我們對計算機已有充分的認識，知道保護網絡互聯設備免遭潛在入侵威脅的重要意義。近年來，聯網汽車已經從提供倒車影像系統和導航系統演變為提供復雜的車載網絡。幾乎每一種重要的車載系統都由半導體芯片、軟件和傳感器組成的復雜網絡進行管理或控制，而所有這一切都協調一致地工作，才能讓我們的車輛順暢、高效、舒適地行駛。此外，半導體芯片也是日漸普及的信息娛樂系統的核心，后者也正走出豪華汽車，逐漸邁入眾多入門級車型的行列中。

毋庸置疑，上述這一技術的到來令人振奮。但它也為未來學家和技術專家敲響了警鐘：他們已經意識到電腦、智能電話以及其它互聯系統已達到臨界數量，成為黑客們的理想攻擊目標。這些設備通過移動Wi-Fi網絡、藍牙、USB和近場通信(NFC) 傳感器打開車載系統，帶來了黑客攻擊的風險，業已成為近來眾多新聞的熱門話題。分析人士預測，到2025年²所有當年出廠的新車都將全部聯網，因而汽車行業高度重視在車中徹底落實各種嚴格的安全特性，一點兒也不足為奇。

圖1：汽車半導體正蓬勃發展，據分析人士預測，到2020¹年每輛汽車使用的芯片數量將接近1,000枚，而2005年還不足100枚。

以太網恰逢其時

數10年來，以太網作為全球最受歡迎也是最可靠的網絡技術，一直長期成功并安全地部署在動態且變化萬千的企業環境中。現在，以太網固有的安全特性加上其它大量技術標準的問世，能夠進一步提升其安全性，這激發了汽車制造商對以太網的濃厚興趣。

由于以太網具備高帶寬、高性價比以及使用普遍性等優勢，且目前也提供針對車用的各種專用版本，因而以太網正被日益廣泛地部署到車載網絡中。雖然以太網在IT中的主要使用案例是即插即用的動態網絡，但車載網絡一般是靜態的，因此可實現精心的網絡設計和配置，從而進一步保障網絡安全。

以太網采用的是標準數據包格式，其中包括源地址和目標地址，這為驗證、隔離和數據整合奠定了基礎。由于車載網絡是已知而且可預測的，因此可對它們的工作進行嚴格的配置和約束。無論是通過靜態配置還是動態學習，以太網交換機都可以使用數據包地址來實現流量隔離和過濾。換句話說，以太網技術可用來隔離共享物理網絡上不同類型的流量，確保設備只能與本域名內的其他設備進行通信，從根本上將信息娛樂系統與制動系統、轉向系統以及發動機控制單元(ECU) 等任務關鍵型應用隔離開來。

車載以太網針對汽車應用進行了全面優化，憑借其業經驗證的合規性、性能和保護標準，將整車轉化為一個車輪上的集中安全數據中心。

圖2：作為汽車的網絡主干，有線以太網連接的固有安全特性有助于防護車載網絡免遭惡意攻擊、竊聽和未經業務許可的設備的安裝等威脅。

作為行業標準的汽車以太網

開放聯盟（OPEN Alliance）特別興趣小組（SIG）是一個由汽車行業廠商和技術提供商于2011年年底共同組建的非盈利開放性的行業聯盟，旨在將基于以太網的網絡標準在車載網絡應用中廣泛推廣。自成立以來，開放聯盟的成員已壯大到300多個。

開放聯盟一直與IEEE密切合作，以推動進一步的創新與標準發展。兼容BroadR-Reach規范的IEEE標準將被最終定為IEEE 100BASE-T1，新一代IEEE 1000BASE-T1技術預計將在2016 年年初發布。

據分析機構Strategy Analytics的數據顯示：像單對線車載以太網等基于標準的解決方案不僅可加速上市進程，而且還能確保可用性、生命周期、可升級性以及可互操作性。該公司預計，到2020年，汽車中將部署多達5億個以太網端口。

諸多世界領先的汽車制造商已將車載以太網技術作為其眾多車型連接解決方案的首選，這其中包括寶馬、捷豹和大眾等。行業的標準化有望將該技術進一步推廣應用于更廣泛的汽車領域，如中端車型和經濟車型等。

參考資料：
¹ Strategy Analytics公司2015年數據
²全球移動通信聯盟 (GSMA)2013年數據

作者簡歷

Ali Abaye博士現任博通公司基礎設施及網絡部門汽車業務的高級總監，主要負責公司包括汽車網絡產品組合和1G/10G以太網銅纜物理層收發器。Ali Abaye博士畢業于德克薩斯州達拉斯南方衛理公會大學（Southern Methodist University），擁有電氣工程博士學位。