聯(lián)網(wǎng)汽車的安全有多重要？

在技術(shù)的不斷演進與發(fā)展中，人類開始越來越依賴智能化設(shè)備，如智能手機、手表以及智能家居等。這些設(shè)備與我們的生活息息相關(guān)，人類希望他們能夠在正確運行的同時，也能擁有高度的數(shù)據(jù)安全性。

但遺憾的是，并不是所有設(shè)備都能夠滿足這一需求，根據(jù)《2020年聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備安全態(tài)勢報告》顯示，2020年，CNCERT運營的CNVD漏洞平臺收錄的通用聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備漏洞數(shù)量呈明顯增長趨勢，同比增長28%。

聯(lián)網(wǎng)汽車的安全有多重要？

不難發(fā)現(xiàn)，這兩年來，設(shè)備的數(shù)據(jù)泄漏數(shù)量正在不斷增長。若說智能手機等設(shè)備存在漏洞威脅的是個人信息，那么聯(lián)網(wǎng)汽車的安全系統(tǒng)出現(xiàn)漏洞則會帶來更加嚴(yán)重的后果，甚至?xí)＜吧踩?/p>

據(jù)報道，近兩年汽車網(wǎng)絡(luò)安全攻擊方式日趨多樣化，除了傳統(tǒng)的攻擊手法，還出現(xiàn)了利用超聲波的“海豚音”攻擊、利用照片以及馬路標(biāo)識線的AI攻擊等手段，且攻擊路線也變得越來越復(fù)雜化，導(dǎo)致汽車網(wǎng)絡(luò)安全問題日益嚴(yán)峻。

具體來看，在2016年，有研究人員表示，黑客可以遠程訪問特斯拉Model S車型的控制系統(tǒng)。此漏洞使研究人員能夠訪問和控制制動系統(tǒng)、發(fā)動機、天窗、門鎖、后備箱、側(cè)視鏡等等。

這個漏洞存在于信息娛樂和WiFi連接之中，研究人員能夠借此攻擊并利用它來訪問汽車的控制器局域網(wǎng)（CAN）總線。若被有心之人控制，將會威脅生命安全。

有報道指出，汽車之所以會成為繼智能手機后網(wǎng)絡(luò)攻擊的又一個“靶子”，一個關(guān)鍵的原因在于，隨著汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、電動化為特征的“新四化”方向狂飆邁進，車內(nèi)功能較之前有了大幅度的增加，車與車、終端應(yīng)用、路邊基礎(chǔ)設(shè)施以及云端之間的聯(lián)通也隨之大大增強，由此導(dǎo)致更多的信息安全接入點和風(fēng)險點被暴露出來。

在車載電子設(shè)備日益復(fù)雜的今天，接入車載電子設(shè)備的任何連接都可能成為黑客的攻擊點。例如，干擾 RFID 信號可以禁用防盜裝置，使得盜取車輛成為可能。攔截 V2X 或 VSRC 可以打開車輛之間的通信通道，進而攻擊或監(jiān)視用戶?？此茻o害的接口可以提供多種進入車輛的新方式。

如何保護車輛安全？

面對日益嚴(yán)峻的形勢，汽車網(wǎng)絡(luò)安全方面的需求正變得越來越緊迫，并開始成為汽車的“標(biāo)配”?？梢哉f，一個沒有安全保障的汽車智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)在將來沒有任何生存和發(fā)展的空間。

因此，無論是整車廠、零部件制造商還是第三方網(wǎng)絡(luò)安全解決方案提供商，都應(yīng)強化汽車信息安全方面的能力，共同建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)安全的防護體系。

一般來說，為了保證安全，汽車中正常運行的軟件需要在重置時評估其自身的完整性，確保IC沒有受到損害。確定安全之后，它才可以導(dǎo)入最終形成汽車內(nèi)部智能的網(wǎng)絡(luò)，最后實現(xiàn)與外部世界的連接。

除具體的汽車之外，還必須對遠程實體進行識別和身份驗證，才能將車輛與之連接。例如，消息驗證可確保無線消息僅向預(yù)定位置發(fā)送，并且僅由授權(quán)的系統(tǒng)解讀。

通過車輛服務(wù)網(wǎng)絡(luò)或制造商網(wǎng)絡(luò)等遠程實體提供經(jīng)過身份驗證的安全通道，可實現(xiàn)更快的無線軟件和固件更新。在車隊運營中，運營商網(wǎng)絡(luò)可以安全地協(xié)調(diào)多輛車的活動。

歸根到底，這些軟件進行的一切活動都離不開芯片，因此從芯片層面開始保護汽車是目前的最優(yōu)解。

信任根能做什么？

芯片安全的核心是信任根，而信任根的核心則是它所支持的安全功能。這些功能提供了便利性，同時也在所有的操作階段（如關(guān)機、上電、實時操作以及與外部實體通信）為SoC產(chǎn)品生命周期管理提供了強有力的保護，例如：

● 安全監(jiān)控可以用于SoC的上電和實時操作期間，這將確保SoC的各個組件之間的交互運行正常。

● 安全檢驗/驗證負責(zé)借助密碼算法檢驗SoC上代碼和/或數(shù)據(jù)的有效性。該檢驗操作必須以精細的操作方式來運行，而硬件信任根可以保證這一點。

● 存儲保護可以提供一種在SoC上提取明文數(shù)據(jù)并利用加密和驗證安全地對其進行保護的途徑。對于設(shè)備綁定而言，這種保護可以采用設(shè)備唯一密鑰（DUK），數(shù)據(jù)只能由擁有該DUK的設(shè)備成功讀取。

● 安全通信在成功地完成了驗證和密鑰交換協(xié)議之后才能夠進行。安全通信通常使用臨時對稱會話密鑰進行加密，而在其他情況下，則使用HMAC密鑰進行驗證。這些密鑰（也包括來自協(xié)議的主臨時密鑰）是在硬件信任根內(nèi)部生成的，因此受到保護并且不受任何片上攻擊的影響。

● 密鑰管理將密鑰資料保存在硬件信任根之內(nèi)。只允許間接訪問這些密鑰，并根據(jù)應(yīng)用層依照權(quán)限和策略進行管理。假設(shè)權(quán)限級別是正確的，密鑰的任何導(dǎo)入都必須經(jīng)過驗證，而且密鑰的任何導(dǎo)出都必須進行封裝，以確保對秘密資料的持續(xù)保護。

誰為設(shè)備安全筑起堡壘？

DesignWare tRoot硬件安全模塊（HSM）是新思科技高度安全的硬件信任根，它能夠讓互聯(lián)設(shè)備安全地、唯一地識別和驗證自身，以便為遠程設(shè)備管理和服務(wù)部署創(chuàng)建安全的通道。tRoot的先進設(shè)計能夠解決復(fù)雜的威脅，其方式是在設(shè)備關(guān)機、啟動、運行時以及與其他設(shè)備或云端通信期間保護設(shè)備。tRoot在整個設(shè)備生命周期中持續(xù)一貫地提供安全性，為SoC設(shè)計人員提供功率、尺寸和性能方面的超級高效的組合。

為了增強安全性，tRoot包含多階段安全引導(dǎo)程序，用于支持驗證軟件和數(shù)據(jù)完整性、安全身份驗證、安全更新、安全存儲和安全調(diào)試，從而提供設(shè)備自我管理和密鑰管理，以及為基于主機的應(yīng)用提供必須在ECU上運行的服務(wù)的加密編程接口。密碼加速也適用于需要高性能加密的系統(tǒng)。

DesignWare tRoot HSM包括一個代碼精簡的小型處理器、一個為該處理器安全隔離的限量內(nèi)部RAM，以及一個用于ECU的外部存儲器，作為tRoot中可信內(nèi)存的安全指令控制器和安全數(shù)據(jù)控制器。它們提供加密機密性和內(nèi)存內(nèi)容的驗證。這些模塊使得tRoot可以檢測到外部實體（如流氓程序）何時試圖篡改或替換內(nèi)存，或?qū)е滤e過執(zhí)行或執(zhí)行不正確的指令。tRoot檢測到意外活動時，它會轉(zhuǎn)換為安全狀態(tài)。

tRoot HSM包括可以集成隨機數(shù)生成器的專門接口，使得隨機數(shù)生成器與系統(tǒng)完全隔離，并且不能由外部程序篡改。

tRoot HSM還包括通過UART進行通信的接口，用于檢測和響應(yīng)系統(tǒng)級干擾，包括芯片的過壓/欠壓以及過頻/欠頻操作。設(shè)備標(biāo)識接口導(dǎo)入存儲在一次性編程存儲器中的密鑰，主機接口用來與主機處理器通信。

tRoot HSM降低了設(shè)計人員管理產(chǎn)品安全的成本。設(shè)計人員可以借助新思科技開發(fā)團隊的專業(yè)知識，使用新思科技的硬件安全IP來更快地構(gòu)建他們自己的設(shè)計。

作為一種靈活、高度可配置的軟硬件解決方案，tRoot HSM還包含一個重要的硬件安全模組，即可編程的信任根，既能保護高價值的嵌入式目標(biāo)，也能讓設(shè)計人員輕松地將HSM按需調(diào)整，而預(yù)建的tRoot Vx HSM系列為完整的嵌入式安全解決方案提供了定義的安全邊界。

事實上，不只是信任根，作為半導(dǎo)體IP領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，新思科技提供了一系列高度集成的安全IP解決方案，這些解決方案使用一套通用的基于標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建模塊和安全概念，為移動設(shè)備、汽車和數(shù)字家庭、物聯(lián)網(wǎng)和云計算市場中的各類產(chǎn)品實現(xiàn)超高效的芯片設(shè)計和超高級別的安全性。

其高度可配置的安全IP解決方案除了信任根還包括內(nèi)容保護、加密，以及可集成到SoC的安全協(xié)議加速器。這些集成解決方案實現(xiàn)了許多安全標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容，支持機密性、數(shù)據(jù)完整性、用戶/系統(tǒng)認證、不可否認性以及身份授權(quán)。

總結(jié)

信息安全是確保汽車質(zhì)量和功能安全的關(guān)鍵。汽車系統(tǒng)必須符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)，因而必須實施信息安全以確保功能安全不會被篡改。沒有信息安全，功能安全性或可靠性就無從談起。

因此汽車制造商正在采用更全面的方法來實現(xiàn)功能安全和信息安全，在硬件方面為汽車SoC設(shè)計保證安全性，將為聯(lián)網(wǎng)汽車的防御系統(tǒng)豎起堅強堡壘。

原文標(biāo)題：聯(lián)網(wǎng)汽車漏洞不斷，芯片才是治愈良藥？

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