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今天的车辆配备了一系列由软件驱动的便利和安全功能。这意味着现在也必须认真对待这些车辆的网络安全。网络攻击的威胁一直是互联汽车技术中日益受到关注的问题，但可以采取一些措施来保护车辆免受恶意行为者的侵害。
本文探讨了密码学和网络安全如何帮助保护联网汽车免受潜在攻击。我们还将了解一些用于保护联网汽车中数据的常用技术，例如身份验证、加密、数字签名和访问控制机制。此外，我们将探讨哪些监管机构对汽车行业实施了与其网络安全协议相关的某些标准。
汽车制造商面临的网络安全挑战
汽车制造商面临着一系列独特的网络安全挑战，因为他们的产品连接性越来越强。随着汽车的互联程度越来越高，它们会从各种来源接收信息，包括天气数据、安全更新和其他交通速度。这些数据必须在从制造车间到道路的每个过程中得到保护。
制造商必须确保所有组件都是安全的，并迅速修补任何漏洞。他们还必须防止恶意行为者可能试图访问系统或操纵数据以谋取私利。此外，制造商必须确保客户数据安全可靠，同时仍允许客户远程访问他们的车辆。为此，制造商需要实施强大的身份验证协议和加密技术。最后，他们必须及时了解新出现的网络安全威胁，并制定在攻击发生时快速响应的策略。
汽车安全漏洞
汽车行业正面临着重大的安全危机。随着智能汽车和联网汽车应用程序的兴起，制造商未能解决网络安全风险。由于缺乏内置的安全标准、法规和软件更新，这导致了无数次召回和安全隐患。作为一个典型的例子，日产汽车在被发现容易受到黑客攻击后不得不删除其 Leaf 电动汽车的申请。同样，菲亚特克莱斯勒汽车公司召回了大约 140 万辆汽车，因为黑客能够通过软件中的安全漏洞以电子方式访问汽车并管理刹车和加速功能。
这些问题不仅令人担忧，而且很危险；他们让司机在路上面临被黑客攻击的风险。汽车制造商必须尽快采取措施解决这些安全漏洞，以确保各地司机的安全。这包括实施更好的加密协议、建立新的法规和法律，以及提供定期的软件更新来修复任何现有的安全问题。
汽车网络攻击方法
直接物理攻击是用于访问车辆系统的最常用方法之一。这可能是在汽车在商店修理或被闯入时。在这些情况下，攻击者可以使用螺丝刀和烙铁等工具来访问汽车的 ECU 和其他组件。一旦他们获得访问权限，他们就可以操纵系统以控制汽车或其系统。
攻击者使用的另一种方法是利用在 ECU 上运行的软件中的漏洞。通过发现和利用这些漏洞，攻击者可以访问存储在 ECU 上的敏感数据，甚至可以控制汽车的某些功能。攻击者还可以在 ECU 上安装恶意代码，使他们能够远程控制汽车或其系统的某些方面。对于汽车制造商和车主来说，了解这些潜在的网络攻击方法并采取措施保护他们的车辆免受这些攻击非常重要。
汽车网络安全和隐私法规
汽车行业正在迅速发展，随着这种发展，需要制定新的法规来保护自己免受网络威胁。美国交通部 (USDOT) 制定了自动驾驶车辆综合计划，以确保所有联网车辆免受恶意攻击。该计划概述了汽车制造商和其他利益相关者必须采取的一系列措施，以保护驾驶员、乘客和行人的安全。
自动化车辆综合计划包括对车辆身份验证、加密、数据保护和安全通信协议的要求。它还要求制造商开发能够实时检测和响应网络威胁的系统。此外，它还要求对这些系统进行定期测试，以确保它们仍然有效抵御潜在的攻击。通过遵守这些规定，汽车制造商可以帮助确保他们的车辆免受可能试图访问或控制它们的恶意行为者的攻击。
合规性对企业来说是一个关键因素，因为它可以帮助他们避免巨额罚款和潜在的诉讼。在汽车行业，由于网络安全和隐私法规的日益普及，情况尤其如此。美国联邦政府近年来提出了多项标准，例如2017年的SPY Car Act（S.2182）和SELF DRIVE Act（HR 3388）。SPY Car Act 要求汽车制造商在收集任何个人驾驶信息之前获得车主或承租人的明确同意，同时还要求他们遵守 NIST 的网络安全框架，以保护关键基础设施免受威胁。这些法规对于确保消费者在使用联网车辆时保持安全及其数据安全至关重要。
用于联网车辆的通信技术
联网车辆配备了各种传感器和通信系统，使它们能够与其他车辆、基础设施和周围环境进行交互。这种连通性带来了许多好处，例如提高安全性、便利性和效率；但它也为恶意行为者提供了新的机会。为了保护联网车辆免受网络攻击，汽车制造商必须使用各种技术，例如加密、身份验证协议和安全通信协议。
网络化电子控制单元 (ECU)
联网电子控制单元是现代汽车的重要组成部分。他们负责控制和监控车辆内的各种系统，例如发动机、制动器和变速器。ECU 还可用于与其他联网车辆交换数据，以防止碰撞。这是通过发出包含有关汽车速度和方向信息的信号来完成的。接收车辆然后使用此数据相应地调整自己的速度和方向。
然而，联网 ECU 的使用也带来了重大的安全风险。黑客可以获得对车辆系统的访问权限并控制它们，从而可能导致危险情况。为防止这种情况发生，汽车制造商必须确保其车辆配备强大的网络安全措施。
车对基础设施 (V2I) 通信
V2I 通信使车辆能够与周围环境进行通信，并使车辆能够访问重要的全球或本地数据，例如交通流量或道路状况，以协助导航至目的地。V2I 技术通常使用远距离无线连接来远程收集数据。V2I 的安全性对其成功和可靠性至关重要。这确保了 V2I 收集的数据准确可靠，让驾驶员相信他们从车辆收到的信息。此外，安全的 V2I 还可以防止恶意行为者访问存储在其车辆上的敏感数据，从而有助于保护驾驶员的隐私。
车对车 (V2V) 通信
V2V 通信是一种允许车辆相互通信的无线技术。当两辆或多辆车辆距离很近并且可以建立临时网络时，就会发生这种情况。通过这个网络，他们可以共享自动驾驶所需的速度、位置和方向等信息。V2V 网络是开放网络，这意味着任何人都可以加入其中。这使得加密和数据保护到位变得非常重要，这样驱动程序就不会意外共享恶意软件代码。
车对设备 (V2D) 通信
车对设备通信是一种使不安全的移动设备能够与联网汽车连接以进行远程监控和访问的技术。它通过智能手机使用基于证书的相互身份验证，为驾驶员提供了一种远程监控和访问车辆的便捷方式。然而，它也增加了联网车辆遭受网络攻击的风险，因为车辆现在已连接到互联网，使它们容易受到恶意行为者的攻击，从而获得对电子系统和数据的访问权限。为了防止此类网络攻击，汽车制造商实施了各种网络安全和加密措施。
为联网车辆构建安全性
为了获得最佳的联网车辆安全性，必须采用适当的解决方案并通过识别谁在与汽车交互并防止来自未经授权的来源的通信来验证通信。此外，汽车网络安全应涵盖所有联网车辆的安全数据存储、安全数据传输和安全身份验证协议。通过实施这些措施，汽车制造商可以确保他们的车辆免受恶意攻击和其他形式的网络犯罪。汽车制造商必须了解最新的安全趋势，以确保他们的车辆免受潜在威胁。
PKI、数字证书和密钥管理
公钥基础设施 (PKI) 是一种密钥管理和数字证书服务，可为企业提供安全通信和身份验证。PKI 使组织能够通过 Internet 安全地交换数据、验证用户身份并保护敏感信息。它使用密码学和数字证书来验证用户的身份，并在数据在两点之间传输时对其进行加密。PKI 还确保只有经过授权的个人才能访问机密信息，从而提供额外的安全层。
除了 PKI 之外，还有其他密钥管理服务可以提供类似的好处。其中包括颁发数字证书的证书颁发机构 (CA)；密钥托管服务，用于存储加密密钥；和硬件安全模块 (HSM/加密机)，用于安全地存储加密密钥。所有这些服务都有助于企业保护其数据免遭未经授权的访问，并确保只有授权人员才能访问敏感信息。此外，随着互联车辆的出现，公司可以利用先进的密钥生命周期管理进行无线轮换，以进一步保护车辆安全并实现创收实践，例如跟踪车辆租赁或促进远程购买升级。
用于车辆网络安全的私有 PKI
在车辆网络安全方面，私有 PKI 的使用必不可少。这种类型的证书不同于用于 SSL/TLS 证书的公钥/私钥对，后者通常用于网站。私有 PKI 证书专为 IoT 供应商构建，可用于跨多个供应商的私有和共享生态系统。这些证书有助于验证软件的安全启动和更新，确保只有授权代码在车辆系统上运行。
私人 PKI 还有助于确保车辆即使在连接到其他网络或设备时也能保持安全。通过使用这些证书，制造商可以确保他们的车辆将保持安全，免受可能试图远程或通过其他方式访问它们的恶意行为者的攻击。此外，私人 PKI 可以防止未经授权访问存储在车辆系统上的敏感信息，从而帮助防止数据泄露。最终，私人 PKI 提供了额外的安全层，有助于保护车辆免受网络威胁。
促进安全固件更新
无线 (OTA) 固件更新和安全启动对于联网车辆保持安全和最新状态至关重要。OTA 更新提供了一种便捷的方式来交付操作和安全软件以及固件更新，而无需与车辆进行物理连接。安全启动是促进固件更新的一个重要因素，因为它确保只有授权代码才能在设备上执行，防止恶意代码在设备上安装或运行。这有助于防止恶意攻击和未经授权访问车辆系统。通过将 OTA 更新与安全启动相结合，制造商可以确保他们的车辆保持安全和最新状态，同时还可以节省成本。
代码签名
代码签名是一个涉及使用加密签名对软件代码进行数字签名的过程。此签名验证代码的真实性并确保代码未被恶意行为者篡改或修改。代码签名有助于确保只有经过授权的软件才能在车辆上运行，从而降低系统上安装恶意代码的风险。结合其他安全措施，如加密、身份验证和访问控制，代码签名可用于为互联车辆提供额外的保护层。通过在将代码安装到车辆上之前验证代码的完整性，制造商可以降低恶意行为者访问敏感数据或控制系统的风险。代码签名的使用对于汽车制造商来说变得越来越重要，因为他们努力保护他们的联网车辆免受网络攻击。
总之
现代汽车包含比以往任何时候都更加复杂和相互关联的系统。这意味着对安全密码学和网络安全的需求是保护拥有者的必要条件。了解这些技术背后的原理非常重要，例如加密、代码签名和身份验证，这样您就可以确保您的车辆免受任何网络威胁。
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