馮彩鳳

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)的慢慢普及，高速無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，ITS設(shè)備的不斷覆蓋基層道路面對突發(fā)狀況ITS的反應(yīng)能夠更快一步，使得人們的財產(chǎn)安全和人生安全得到更好的保障。帶來先進優(yōu)勢的同時，也伴隨著的諸多的風(fēng)險，例如汽車網(wǎng)絡(luò)安全的可靠性、及時性，隱私性等等都將面臨各種考驗，車內(nèi)以太網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)，以及車聯(lián)網(wǎng)的藍牙和無線接口更是將汽車暴露在隨時可被攻擊的環(huán)境。如何平衡優(yōu)勢與風(fēng)險或優(yōu)勢高于風(fēng)險是如今的一大難點。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)（IOT） 智能交通系統(tǒng)（ITS） 網(wǎng)絡(luò)威脅 無線連接威脅

Brief Discussion about the Advantages of Smart Car IOT and the Threats it Faces

Feng Caifeng

Abstract：The popularization of the Internet of Things， the coverage of high-speed wireless networks， and the continuous coverage of ITS equipment on the grassroots roads make the response to emergencies much faster， which makes people's property safety and life safety better protected. While bringing advanced advantages， it is also accompanied by many risks， such as the reliability， timeliness， and privacy of automobile network security， which will face various tests. The in-car Ethernet network is connected to the Internet and the Internet of Vehicles Bluetooth and wireless interfaces expose the car to an environment that can be attacked at any time. How to balance advantages and risks or advantages over risks is a major difficulty today.

Key words：Internet of Things （IOT）， Intelligent Transportation System （ITS）， cyber threat， wireless connection threat

1 引言

目前的道路交通問題已經(jīng)成為全球急需解決的一個問題，交通擁堵，環(huán)境污染，駕駛安全等等一系列的問題，如果在行駛過程中駕駛員能夠獲取到周邊車輛信息（速度，方向，實時位置，是否加減油門，是否變道等信息），那么駕駛員則能夠通過這些信息進行駕駛調(diào)整和規(guī)避行駛過程中會出現(xiàn)的危險風(fēng)險。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，早期提到的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被推到風(fēng)口浪尖處，經(jīng)過一系列的研發(fā)改進取得了大幅度的突破，傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過各部分的傳感器所采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)平臺進行處理，再通過連接到網(wǎng)絡(luò)平臺對車輛狀態(tài)進行監(jiān)管并提供一系列服務(wù)。新概念的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)車與車之間自行組網(wǎng)，采集自身車輛和周邊車輛信息，用過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡囍醒胩幚硐到y(tǒng)，通過云計算實時分析和處理大量的數(shù)據(jù)，再給出各車輛的最佳行駛路線，車輛群組網(wǎng)絡(luò)再實時共享數(shù)據(jù)，形成大型的交通信息網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合智能交通系統(tǒng)（ITS）給出最佳的交通信號燈調(diào)度。

2 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展衍生了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過OBD接口接入信息采集器實現(xiàn)車輛自聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崟r通過網(wǎng)絡(luò)了解到車輛的運行狀況，這是ION的實現(xiàn)，讓車輛以太網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，讓我們擁有了能夠通過網(wǎng)絡(luò)查看、控制車輛運行狀況和實時位置的智能便利體驗。在車聯(lián)網(wǎng)（ION）的基礎(chǔ)上加入物聯(lián)網(wǎng)（IOT）是現(xiàn)代意義上的車聯(lián)網(wǎng)，通過V2X和V2V連接技術(shù)，使得車輛能夠連接到周邊智能設(shè)備和智能車輛，形成車輛自組網(wǎng)，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫酥醒胩幚硐到y(tǒng)，通過云計算給出反饋，這樣智能大型交通網(wǎng)絡(luò)的雛形便形成了。

3 車聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢

信息采集器的接口采用了OBD診斷接口作為硬件接入，能夠獲取車輛的所有完整信息以及各傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流，實時的數(shù)據(jù)流分析和處理機制可以使得輔助駕駛加入到平常的駕駛體驗中并且提升輔助駕駛能力，車聯(lián)網(wǎng)后的車輛故障可以通過信息采集器發(fā)送到云端處理直接查看到故障代碼和故障的部位，在故障診斷時提升故障信息可靠性，大幅度縮減維修時間，降低維修成本。對于每一次的行駛，云端都能收集到駕駛者的駕駛習(xí)慣，讓汽車和駕駛者配合更加有默契，提升駕駛體驗的同時提高行車安全，低延時的無線服務(wù)和高效的云計算，通過V2V、V2X、V2I可以檢測碰撞威脅、了解附近車輛意圖協(xié)調(diào)安全車道合并等，在駕駛者出現(xiàn)危險駕駛時自動判別并且及時介入確保行車安全（如疲勞駕駛，路面出現(xiàn)突發(fā)狀況等），結(jié)合車互聯(lián)網(wǎng)的無人駕駛技術(shù)，能夠提升駕駛優(yōu)越性和便捷性。比如：交通管理方面：高速收費站智能收費、智能停車場管理、車輛調(diào)度以及車輛監(jiān)控等方面; 物流運輸方面：貨物實時監(jiān)測、物流監(jiān)測、無人駕駛送貨車;公共服務(wù)方面：公交車站點信息查詢、車輛定位等。

隨著多年的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)概念將形成以智能化交通管理和車輛只能化控制為一體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。一方面通過“車-路”信息系統(tǒng)實現(xiàn)只能交通的管理，實現(xiàn)城市智慧交通，另一方面通過車況監(jiān)控系統(tǒng)獲得車輛本身和駕駛行為的大數(shù)據(jù)，可以使得駕駛安全得到有效規(guī)范。透明路、綠色生活、汽車與智能設(shè)備互聯(lián)互通，可以通過信息采集及分析裝置隨時得知前方路況哪里堵車、哪里施工，及時獲得道路實景，以交通數(shù)據(jù)大平臺和交通出行信息服務(wù)為模型，構(gòu)建智能車載終端，有效緩解交通堵塞問題，提高道路通行能力，同時還可以有效降低能源消耗和廢氣排放。在今后的汽車設(shè)計及制造中，會在車上裝載多個攝像頭，不僅可以全面記錄車輛的駕駛情況、行車路線，還可以看到周邊車輛的駕駛情況，使得實時違章都逃不出攝像頭。配合道路監(jiān)控裝置，使得行車情況更為清晰準(zhǔn)確，這樣無形當(dāng)中會使大家的駕駛變得更加規(guī)矩。除此之外，車聯(lián)網(wǎng)可以通過緊急制動、超速警告燈相關(guān)技術(shù)減少交通事故率，使得安全行駛更為有保障。

4 物聯(lián)網(wǎng)的隱私性保護

大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都是暴露在危險的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，存在數(shù)據(jù)泄露，被惡意攻擊的風(fēng)險。車輛物聯(lián)網(wǎng)之后能夠?qū)崟r地獲取到汽車的狀態(tài)參數(shù)以及精確位置，所以隱私保護是極其重要的。在ITS（智能交通系統(tǒng)）中周邊設(shè)備在檢測到信號之后會及時地通過密匙與車輛進行鏈接，在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)密碼認證方式中存在著高延遲的缺點，在較為理想的群密匙管理方案中，由于車輛規(guī)模眾多，數(shù)量大，并且數(shù)據(jù)交換的時間短，密碼管理容易泄露汽車的MAC（網(wǎng)絡(luò)硬件標(biāo)識符）地址。如果汽車接入互聯(lián)網(wǎng)的MAC被泄露，那么使得車輛容易被追蹤以及車載網(wǎng)絡(luò)被監(jiān)聽，最后導(dǎo)致整車被惡意控制的風(fēng)險。

如何將這些風(fēng)險降到最低，采用安全的連接方式、進行數(shù)據(jù)加密傳輸、建立防火墻等等，汽車的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有著連接數(shù)量大、傳輸數(shù)據(jù)多等特點，在保護其安全性的同時又不影響連接速度和傳輸速度，于是在ITS系統(tǒng)中加入TCM（可信密碼模塊）機構(gòu)，給汽車一個新的虛擬MAC，在檢驗時可通過解密了解到汽車的真實身份，防止了汽車的真實MAC被泄露。

5 無線網(wǎng)絡(luò)的安全性

在智能交通中，車聯(lián)網(wǎng)相較于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，處在的環(huán)境更加復(fù)雜特殊，自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多變，對于汽車網(wǎng)絡(luò)的管理更加困難。隨著互聯(lián)網(wǎng)安全問題越來越明顯，安全威脅更加突出。從通信角度出發(fā)，車內(nèi)局域網(wǎng)、車載移動通信網(wǎng)絡(luò)和車載自組網(wǎng)三個方面的威脅更加顯現(xiàn)。其中車載移動通信網(wǎng)絡(luò)和車載自組網(wǎng)是攻擊的主要來源，再者是車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在設(shè)計時是相對封閉的系統(tǒng)，被攻陷后容易獲取高權(quán)限。因為無線網(wǎng)絡(luò)的開放性以及脆弱性，使得攻擊者能夠不費任何代價來攻擊和破壞網(wǎng)絡(luò)，對于車輛自組網(wǎng)（VANET）的攻擊方式有信息偽造和篡改信息、信息跟蹤、重放攻擊和DDOS攻擊等等，VANET的部署要保證車輛信息的完整性和可認證性以及不可否認性，同時還要保護用戶隱私;VANET作為一種特殊的移動自組織網(wǎng)絡(luò)，在高速移動過程中導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點眾多、拓展結(jié)構(gòu)變化快，潛在的無線網(wǎng)絡(luò)信道不穩(wěn)定等原因，目前在學(xué)術(shù)界和信息安全領(lǐng)域還沒有人設(shè)計出完美的VANET無線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。對于VANET的無線網(wǎng)絡(luò)，基于普通的無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出一些想法：

1.首先VANET設(shè)備在進行V2V、V2I、V2X不同的通信模式都要能夠識別出偽裝的MAC碼，采用人工智能技術(shù)量化對比的方法，以最小的代價讓欺騙攻擊難度加大。

2.在連接之后可以采用交換密匙的方法進行信息驗證，ITS系統(tǒng)加入信息批量驗證算法加快驗證的響應(yīng)時間，有效的防范DDOS攻擊。

3.VANET以及所有的連接設(shè)備采用隱藏的信號源，特定的信道以及進行AP隔離防止被惡意攻擊的可能性。

4.在無線信道質(zhì)量差的地方，即使汽車不能通過車載移動通信網(wǎng)絡(luò)訪問到中央處理系統(tǒng)，但能夠通過VANET不同的通信模式V2V、V2I、V2X連接到車輛、路面設(shè)施或ITS進行網(wǎng)絡(luò)的臨時橋接訪問到云端的中央處理系統(tǒng)。

5.VANET在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不良好的情況下，數(shù)據(jù)交換應(yīng)該出現(xiàn)丟包的概率時應(yīng)有一些基本的糾錯能力，避免執(zhí)行了錯誤的指令。

6.重寫汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性;加入系統(tǒng)防篡改和完整性的檢查，用戶隱私數(shù)據(jù)權(quán)限的控制以及加密，網(wǎng)絡(luò)通信的加密和證書管理。

7.車輛廠商應(yīng)有自己的安全團隊，定期的對車輛系統(tǒng)進行升級，避免漏洞式攻擊。

6 結(jié)束語

車物聯(lián)網(wǎng)已成為未來交通智能化的重要組成部分，車載聯(lián)網(wǎng)通過與計算，輔助駕駛以及自動化駕駛可以提升車輛的安全性和駕駛體驗，ITS可以協(xié)調(diào)提升出行效率，降低擁堵，減少事故。智能化的未來是美好的，但其中也隱藏著諸多的安全隱患需要我們一個個解決，實現(xiàn)真正的美好智能化。

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