汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場變革性的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)向數(shù)字連接的生態(tài)系統(tǒng)。這一轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新、便利性和效率帶來了前所未有的機(jī)遇。然而，這也帶來了一系列獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)，需要緊急關(guān)注。車輛黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露，甚至遠(yuǎn)程控制關(guān)鍵車輛功能等網(wǎng)絡(luò)威脅的風(fēng)險(xiǎn)都在增加。汽車行業(yè)已轉(zhuǎn)向使用一種強(qiáng)大的工具來解決這些新興的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)：數(shù)字證書。本文將探討數(shù)字證書在保護(hù)聯(lián)網(wǎng)汽車生態(tài)系統(tǒng)方面的關(guān)鍵作用。

一、聯(lián)網(wǎng)車輛的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)

隨著車輛變得更加互聯(lián)并依賴數(shù)字技術(shù)，它們變得越來越容易受到各種網(wǎng)絡(luò)威脅。

這一挑戰(zhàn)的核心是車對(duì)車(V2V)和車對(duì)萬物(V2X)通信。這些連接允許汽車相互之間以及與周圍基礎(chǔ)設(shè)施交換數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)防撞和交通優(yōu)化等功能。

然而，這些開放的通信渠道也為惡意行為者滲透車輛系統(tǒng)提供了機(jī)會(huì)。

黑客可能會(huì)攔截和操縱正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，損害關(guān)鍵的安全功能，甚至遠(yuǎn)程控制車輛。此類攻擊的后果可能很嚴(yán)重，使車輛乘員和其他道路使用者的安全面臨風(fēng)險(xiǎn)。

軟件比汽車還多

另一個(gè)值得關(guān)注的問題是遠(yuǎn)程訪問和控制車輛車載系統(tǒng)的可能性。隨著車輛變得更加由軟件驅(qū)動(dòng)，大量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制各種功能，未經(jīng)授權(quán)訪問的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。惡意行為者可能會(huì)利用車輛軟件或通信協(xié)議中的漏洞來控制重要系統(tǒng)，例如剎車、轉(zhuǎn)向或發(fā)動(dòng)機(jī)。

聯(lián)網(wǎng)車輛生成和共享的大量數(shù)據(jù)也成為數(shù)據(jù)泄露和盜竊的主要目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)犯罪分子可能會(huì)收集和利用敏感信息，包括駕駛員位置、駕駛習(xí)慣和個(gè)人數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致隱私侵犯以及潛在的金融或身份相關(guān)犯罪。

應(yīng)對(duì)汽車行業(yè)的這些網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)需要采取全面的協(xié)作方法。汽車制造商、技術(shù)提供商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)必須共同努力開發(fā)和實(shí)施有效的安全措施，例如安全通信協(xié)議、強(qiáng)大的訪問控制和高級(jí)數(shù)據(jù)加密。

二、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)和數(shù)字證書的作用

數(shù)字證書和公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)是增強(qiáng)汽車網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)。數(shù)字證書充當(dāng)虛擬身份證，在數(shù)字交互中建立用戶、設(shè)備或?qū)嶓w的身份。

它包含關(guān)鍵元素，例如用于加密和簽名驗(yàn)證的公鑰、用于解密和簽名的私鑰以及用于確保證書完整性和真實(shí)性的數(shù)字簽名。

這些證書由受信任的證書頒發(fā)機(jī)構(gòu) (CA)在驗(yàn)證持有者身份后頒發(fā)。

現(xiàn)代車輛包含約1億行代碼(預(yù)計(jì)到2030年該數(shù)字將增加兩倍)，網(wǎng)絡(luò)漏洞的復(fù)雜性和可能性大幅增加。

數(shù)字證書在汽車安全中的主要用途之一是身份驗(yàn)證和加密。這確保了只有授權(quán)的設(shè)備和軟件才能與車輛通信，從而防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和控制。

三、使用數(shù)字證書打造更安全、更高效的環(huán)境

數(shù)字證書還可以驗(yàn)證軟件更新，確保它們來自合法來源且未被篡改，這對(duì)于維護(hù)車輛的完整性和安全性至關(guān)重要。

它們對(duì)于在車輛內(nèi)實(shí)施嵌入式防火墻也至關(guān)重要。該防火墻控制到達(dá)機(jī)載計(jì)算機(jī)的通信，阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問并報(bào)告可疑活動(dòng)。

這種防火墻專門針對(duì)汽車環(huán)境，與車輛的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和電子控制單元(ECU)集成，以有效過濾和管理外部和內(nèi)部通信。它足夠聰明，甚至可以標(biāo)記看似無害的操作，例如掃描二維碼進(jìn)行注冊(cè)，識(shí)別此類操作在某些情況下何時(shí)可能導(dǎo)致麻煩。

數(shù)字證書的作用擴(kuò)展到促進(jìn)安全啟動(dòng)和固件無線更新(OTA)，這是遠(yuǎn)程向車輛提供操作和安全軟件更新的現(xiàn)代方法。

四、如何在聯(lián)網(wǎng)車輛中實(shí)施 PKI 和數(shù)字證書?

為互聯(lián)車輛實(shí)施PKI系統(tǒng)需要仔細(xì)規(guī)劃和考慮幾個(gè)關(guān)鍵因素。實(shí)施過程至關(guān)重要，尤其是對(duì)于汽車制造商團(tuán)隊(duì)而言。如果做得正確，在生成例行筆測(cè)試報(bào)告時(shí)可以更輕松地查明問題。以下是有關(guān)如何實(shí)施PKI和數(shù)字證書的分步指南：

• 識(shí)別和保護(hù)關(guān)鍵資產(chǎn)：認(rèn)識(shí)到聯(lián)網(wǎng)車輛本質(zhì)上是具有各種內(nèi)部和外部通信需求的“驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心”。識(shí)別需要保護(hù)的關(guān)鍵資產(chǎn)(例如 ECU(電子控制單元))并相應(yīng)地實(shí)施安全措施至關(guān)重要。
• 應(yīng)用深度防御：實(shí)施分層安全機(jī)制來保護(hù)敏感數(shù)據(jù)和車輛系統(tǒng)的完整性。這種方法可確保如果某一層受到損害，則會(huì)建立額外的防御層以防止攻擊。
• 擁抱零信任原則：對(duì)所有通信和訪問采用“從不信任，始終驗(yàn)證”的方法，要求通過數(shù)字證書和加密密鑰進(jìn)行身份驗(yàn)證。這最大限度地降低了未經(jīng)授權(quán)訪問的風(fēng)險(xiǎn)，并確保只有經(jīng)過驗(yàn)證的組件才能在車輛網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行通信。
• 確保更新能力：車輛應(yīng)能夠接收固件和軟件的無線 (OTA) 更新，以便及時(shí)進(jìn)行安全補(bǔ)丁和更新。這需要一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)來驗(yàn)證和安全地交付更新。
• 實(shí)施強(qiáng)加密和身份驗(yàn)證：使用PKI對(duì)供應(yīng)鏈不同部分之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保只有經(jīng)過授權(quán)的個(gè)人和設(shè)備才能訪問敏感信息。數(shù)字證書通過驗(yàn)證用戶和設(shè)備的身份在此過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
• 管理身份和訪問： 實(shí)施身份管理解決方案來控制對(duì)車輛系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的訪問。這涉及為用戶和設(shè)備創(chuàng)建和管理數(shù)字身份，確保只有授權(quán)方才能訪問關(guān)鍵系統(tǒng)和信息。
• 保護(hù)隱私：利用PKI解決方案為車輛創(chuàng)建匿名、可驗(yàn)證的身份，通過隱藏車輛在通信過程中的真實(shí)身份來保護(hù)駕駛員的隱私。

五、PKI和數(shù)字證書在聯(lián)網(wǎng)車輛中的優(yōu)勢(shì)

實(shí)施 PKI和數(shù)字證書在驗(yàn)證設(shè)備身份和加密通信方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，確保只有授權(quán)方才能訪問車輛系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。以下是一些主要優(yōu)點(diǎn)：

• PKI和數(shù)字證書為車輛通信提供強(qiáng)大的安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和網(wǎng)絡(luò)威脅。
• 它們確保只有授權(quán)的設(shè)備和個(gè)人才能與車輛系統(tǒng)交互，從而防止各種網(wǎng)絡(luò)攻擊。
• 這些技術(shù)促進(jìn)了用戶訪問的管理，確保敏感的車輛數(shù)據(jù)只能由經(jīng)過驗(yàn)證的用戶訪問。
• PKI和數(shù)字證書幫助汽車制造商滿足全球嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保護(hù)和隱私法規(guī)。
• 它們對(duì)車輛網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)完整性并防止篡改。
• 這些證書的數(shù)字化使汽車公司能夠大幅削減AWS費(fèi)用，并將計(jì)算資源重新分配到生產(chǎn)中更必要的方面，例如CFD模擬。
• PKI可實(shí)現(xiàn)安全且經(jīng)過驗(yàn)證的車輛軟件更新，防止惡意軟件安裝。

結(jié)論

隨著汽車行業(yè)持續(xù)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全措施的需求變得前所未有的迫切。數(shù)字證書和支持它們的PKI正在成為保護(hù)互聯(lián)車輛生態(tài)系統(tǒng)的重要工具。該技術(shù)提供了一個(gè)可信的身份驗(yàn)證、加密和數(shù)據(jù)完整性框架，以減輕日益增長的網(wǎng)絡(luò)威脅風(fēng)險(xiǎn)，例如黑客攻擊、數(shù)據(jù)操縱和冒充攻擊。它對(duì)于確保聯(lián)網(wǎng)車輛及周邊基礎(chǔ)設(shè)施的安全、隱私和可靠性至關(guān)重要。

汽車制造商可以通過采用數(shù)字證書和支持它們的PKI來構(gòu)建更安全的互聯(lián)汽車未來。這將保護(hù)司機(jī)、乘客和整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)。

作者|Sam Bocetta
圖源|Globalsign
編輯|公鑰密碼開放社區(qū)

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