資料介紹
汽車高級駕駛輔助系統(ADAS)涉及ABS防抱死制動、安全氣囊、剎車控制、轉向控制、引擎控制、巡航控制、啟停、自動泊車、集成導航(GPS與Gallileo)等等,隨著這一系統的被引入,汽車電子生態系統正在變得更加互連且更為復雜。但與此同時,汽車電子器件也取代了很多的瑣碎功能,如車燈控制、空調、電動車窗、引擎啟動、車門開啟、可調及加熱座椅等等。
一般來說,車內的每個功能都由一個網絡微控制器(MCU)來管理,這些MCU使用相同的通信總線來交換數據與信息,包括面向動力傳動、底盤與車身電子功能的CAN、FlexRay或LIN總線,以及用于娛樂信息系統的MOST光纖網絡和以太網。
從純粹的機械環境發展到復雜的電子環境,盡管從舒適性以及駕駛員和乘客的主動與被動安防方面來看,確實增加了許多附加價值,但同時,由于這些引擎控制單元(ECU)彼此互連,也引發了隱私與數據可靠性方面的重大安全問題。例如,幾十年前,CAN總線的設計初衷并沒有要求其具有高度的安全性,實際上,車內通信總線內部的任何CAN信息都會發送給系統的其它組成部分,而且不支持任何授權、鑒別和加密協議。現代汽車使用CAN總線交換數據,用來開啟車門和啟動引擎,這些信息在車內的ECU與電子鑰匙內部的ECU之間交換。如果該系統遭到損害,竊賊就能輕易地偷走汽車,而且“黑客”也可以訪問車內GPS來查看汽車常去的地方,從中探知司機在哪里,什么時候汽車無人看管。
此外,用于實現電郵、SMS、視頻流、視頻電話等互聯網移動功能的藍牙、GPRS或UMTS,也擴大了“黑客”的攻擊面,他們可以通過遠程訪問,侵入任何通信和駕駛系統,或者插入惡意軟件來竊取各種數據,如汽車的實時位置、經常使用的路線和完整的對話等。
車載硬件安全架構
顧名思義,“開放系統”是暴露的,它面臨通過多種方式實施各類攻擊的可能性正在持續增加。汽車車身內部與外部通信網絡的不斷發展,正在迅速挑戰汽車電子本身的安全防護能力。
迄今為止,由于最普遍使用的傳輸總線CAN的內部弱點,人們一直從軟件應用的角度來研究“攻擊面”。但現在,行業內開始把注意力轉向硬件架構,以及應該如何“密封”ECU使其難以滲透并避免受到非法操縱,例如未經授權的安裝、惡意軟件上載、“木馬”軟件以及虛假升級等,或者至少能夠限制非法訪問并留下確鑿的篡改證據。
正因為如此,通過硅器件廠商與一家知名汽車OEM廠商的合作,開發出了面向汽車功能的新一代MCU.這類四核微控制器利用專門的安全內核,即HSM(硬件安全模塊),提供安全與防護功能,HSM內部包含系統安全配置、安全啟動、外部訪問保護、閃存保護、加密功能和壽命結束保護等。
圖1嵌入ECU內部的HSM硬件安全模塊
如圖2所示,HSM模塊嵌入在ECU內部,絕對獨立于其它與內存和外設訪問相關的內核,數據和代碼都有專用的閃存扇區,而且嚴格限于預留訪問。
一般來說,車內的每個功能都由一個網絡微控制器(MCU)來管理,這些MCU使用相同的通信總線來交換數據與信息,包括面向動力傳動、底盤與車身電子功能的CAN、FlexRay或LIN總線,以及用于娛樂信息系統的MOST光纖網絡和以太網。
從純粹的機械環境發展到復雜的電子環境,盡管從舒適性以及駕駛員和乘客的主動與被動安防方面來看,確實增加了許多附加價值,但同時,由于這些引擎控制單元(ECU)彼此互連,也引發了隱私與數據可靠性方面的重大安全問題。例如,幾十年前,CAN總線的設計初衷并沒有要求其具有高度的安全性,實際上,車內通信總線內部的任何CAN信息都會發送給系統的其它組成部分,而且不支持任何授權、鑒別和加密協議。現代汽車使用CAN總線交換數據,用來開啟車門和啟動引擎,這些信息在車內的ECU與電子鑰匙內部的ECU之間交換。如果該系統遭到損害,竊賊就能輕易地偷走汽車,而且“黑客”也可以訪問車內GPS來查看汽車常去的地方,從中探知司機在哪里,什么時候汽車無人看管。
此外,用于實現電郵、SMS、視頻流、視頻電話等互聯網移動功能的藍牙、GPRS或UMTS,也擴大了“黑客”的攻擊面,他們可以通過遠程訪問,侵入任何通信和駕駛系統,或者插入惡意軟件來竊取各種數據,如汽車的實時位置、經常使用的路線和完整的對話等。
車載硬件安全架構
顧名思義,“開放系統”是暴露的,它面臨通過多種方式實施各類攻擊的可能性正在持續增加。汽車車身內部與外部通信網絡的不斷發展,正在迅速挑戰汽車電子本身的安全防護能力。
迄今為止,由于最普遍使用的傳輸總線CAN的內部弱點,人們一直從軟件應用的角度來研究“攻擊面”。但現在,行業內開始把注意力轉向硬件架構,以及應該如何“密封”ECU使其難以滲透并避免受到非法操縱,例如未經授權的安裝、惡意軟件上載、“木馬”軟件以及虛假升級等,或者至少能夠限制非法訪問并留下確鑿的篡改證據。
正因為如此,通過硅器件廠商與一家知名汽車OEM廠商的合作,開發出了面向汽車功能的新一代MCU.這類四核微控制器利用專門的安全內核,即HSM(硬件安全模塊),提供安全與防護功能,HSM內部包含系統安全配置、安全啟動、外部訪問保護、閃存保護、加密功能和壽命結束保護等。
圖1嵌入ECU內部的HSM硬件安全模塊
如圖2所示,HSM模塊嵌入在ECU內部,絕對獨立于其它與內存和外設訪問相關的內核,數據和代碼都有專用的閃存扇區,而且嚴格限于預留訪問。
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