2020年12月召开的中央经济工作会议对明年重点工作进行了部署。其中,强化国家战略科技力量、增强产业链供应链自主可控能力、坚持扩大内需这个战略基点三项任务居于前三位。

智能汽车领域产业链条长、涉及环节多、差异化消费需求强烈,是新一轮产业的重要抓手,是实现“需求侧改革”的重要力量。在此研判下,建投华科联合汽车评价研究院与知名院士专家、高校学者、产业界人士一道,经过近一年的精心打磨,最终完成了《中国智能汽车科技强国之路》的编写工作,新书已于12月26日正式发布。为更好的为智能汽车产业发展服务,我们将陆续将此书的内容进行发布,以供行业参考借鉴。

导论

建投华科投资股份有限公司总经理 单 学

智能汽车应具备的功能要素

三车联网

以车联网驾驶为核心的汽车智能化应用。目前,仅靠单车智能实现自动驾驶是非常有性的事情,因此车联网在车辆智能驾驶领域的作用越来越被人所重视。此类应用主要与车辆行驶过程中的智能化相关,利用车上传感器,随时感知行驶中的周围环境,收集数据、动静态辨识、侦测与追踪,并结合导航地图数据,进行运算与分析,主要有安全类和效率类等各种应用。安全类应用与车辆行驶安全及道路通行效率息息相关,有助于避免交通事故的发生。例如,通过网联技术,行驶在高速公路等快速路段的前车,在感知到事故后可提早后面车辆事故信息,避免连环追尾事故。效率类应用主要是通过车车、车路信息交互,实现车辆和道路基础设施智能协同,有助于缓解交通拥堵、降低车辆排放等。典型应用有交叉路口智能信号灯、自适应巡航增强、智能停车等。例如,交叉路口智能信号灯应用通过网联技术来收集周边车辆速度、位置等信息,对信号灯参数进行动态优化,提高交叉路口车辆通行效率。

以协同为核心的智慧交通类应用。此类应用是在自动驾驶的基础上,与多车调度及交通环境等智慧交通相关,最终支持实现城市大脑智能处置城市运行和治理协同。智慧交通主要是基于无线通信、传感探测等技术,实现车、路、环境之间的大协同,以缓解交通环境拥堵、提高道路环境安全、优化资源为目的。在实现高等级自动驾驶之后,应用场景将由限定区域向公共交通体系拓展。在公共交通场景下,车辆的路径规划和行为预测能力对车辆的智能化和网联化水平提出了更高要求,需要更完善的自动驾驶控制策略、行驶过程全覆盖的5G-V2X网联技术以及云平台的高效衔接调度。该类应用除依赖技术突破外,还涉及伦理、法规等,距实际成熟应用尚 需时日,如自动驾驶出租车、自动驾驶公交车、智能配送等。

车联网通信技术旨在将 “人—车—路—云”等交通参与要素有机地在一起,不仅可以为交通安全和效率类应用通信基础,还可以将车辆与 其他车辆、行人、路侧设施等交通元素有机结合,弥补了单车智能的不足,推动了协同式应用服务发展,因此车联网建设被我国政府定为 “新基建”重点方向之一,市场空间得以提升。仅考虑路测基础设施改造费用,根据中信建投证券测算,2020~2025年,预计全国有49座一二线城市完成路测改造,市场规模整体就达到了628亿元。

四车载信息娱乐

车载信息娱乐是基于车联网与智能驾驶之上的应用。随着汽车 智能化、网联化、电子化的提升,车载信息娱乐经历了三个阶段(见图13)1.0阶段,IVI只有电台或 CD机、U盘接入形式,可以完成接听电话、 播放音乐等简单功能。2.0阶段,可以通过手机镜像,在车端直接使用手机里的一些APP。在前两个阶段,在信息层面,汽车只是作为手机等外部终端的显示设备,是附属品。3.0阶段,汽车开始通过独立的调制解调器或者手机发送的热点Wi-Fi连入互联网,可以进行车辆数据监控、实时导航、网页浏 览、直接使用车载APP,并且可以通过对车辆进行远程监控和操作。

智能汽车领域产业链条长,四(图1)

在第四阶段,汽车逐渐被人们认识到有可能成为下一代的智能终端,车载信息娱乐进入高速发展期。越来越多的互联网公司加入IVI软件及整车设计制造,并正在车载信息娱乐领域占据支配地位,目前IVI虽然还未出现统一标准,不同车商推出了自己的IVI操作,但是这些基本都是与互联网公司合作,即使目前独立的汽车厂商大部分也是互联网出身的新锐厂商,如特斯拉、蔚来等(见表9)

智能汽车领域产业链条长,四(图2)

智能汽车领域产业链条长,四(图3)

虽然车载信息娱乐的发展速度已远超从前,但是依然面临着很大,一方面需要依赖于自动驾驶和车联网技术的不断提高,另一方面也需要各研发商深耕于驾驶场景,根据车辆这一产品的特殊性,满足用户使用车辆过程中的多样化需求,尤其是针对一些场景定制化相关服务功能,从而将汽车从 “驾驶”这一单一场景,逐渐进化成集 “家居、娱乐、工作、社交”为一体的智能空间。当前汽车市场 “四化”发展浪潮已经启动,消费者也不再片面地看重发动机性能、车辆外观等,实际用车体验的分量正在逐步提升,未来车载信息娱乐将成为消费者核心购买因素,这一将成为各家汽车厂商重点投资领域。

五安全防护

智能汽车作为一个新的产品形态,除了传统汽车所具有的物理和电气安全防护问题外,由于其融合云计算、人工智能、物联网等新技术,故而还需要解决一些新形势的安全问题,直接关系到生命和财产安全。智能汽车信息安全架构如图14所示,整体安全由云端安全、通信安全、车辆安全等多个部分构成,其中车载端作为智能网联汽车内外通信的重要节点,是车辆安全的重要组成部分,保障汽车内部总线和子不因车辆具有联网功能而增加安全风险。

智能汽车领域产业链条长,四(图4)

智能汽车信息安全威胁分析

云服务平台:云服务平台可能存在安全漏洞,使攻击者利用web漏洞、数据库漏洞、接口 API安全注入漏洞等攻击云平台,窃取敏感信息,以及面临拒绝服务供给等问题。除了传统云服务平台漏洞外,云端与两端的传输安 全、云端OTA升级整车零部件的安全问题多次出现。

车载终端:车载终端包括IVI、T-BOX、汽车网关、其他ECU电子器件、传感器、外部接口等,IVI、T-BOX等组件一般包含操作、APP应 用和大量的第三方库,并且具有丰富的通信连接。一方面,操作、第三方库、协议栈等可能含有大量的已知漏洞,攻击者可以通过已知漏洞攻入汽车内部网络,进而进行下一步渗透。另一方面,ECU电子器件、车内CAN网络可能存在漏洞,攻击者可以通过IVI或者T-BOX 进一步供给网关或其他ECU电子器件(例如动力域ECU)进而形成完全控车威胁。

手机终端:移动APP成为智能网联汽车的标配,由于获取成本极低,通过技术手段可以破解通信密钥、分析通信协议,并结合车联网远程控制功能干扰用户使用,同时也可协助对IVI/T-BOX 进行渗透,通过攻击车联网关键部件影响车辆行驶安全。

通信网络:车与云、车与车的通信存在被攻击风险,主要风险如下:一是认证安全,用户通信网络未验证发送者的身份信息,存在伪造身份、动态劫持等风险。二是传输安全,车辆信息没有加密或加密强度弱,或所有车型都能使用相同的对称密钥,进而导致信息暴露。三是协议安全,公众通信网络还面临协议伪装等风险。特别是在自动驾驶情况下,攻击者有可能利用伪造信息来诱导车辆发生误判,进而影响车辆自动控制,导致交通事故发生。

智能汽车信息安全应对措施

针对以上风险,智能汽车需要在各层面做好技术应对:

硬件安全技术要求:汽车零部件应避免存在用以标注芯片、端口和管脚功能的可读丝印;禁用设计验证阶段所使用的调试接口,若必须保留,则必须采用一定的安全访问控制措施;通过硬件措施来防范对固件的提取和逆向。

操作安全技术要求:汽车操作应及时进行补丁升级;安全调用控制与呈现能力;对必须保留的本地或远程功能,则必须采取必要的安全访问控制措施;通过技术手段对整个进行必要的机密性、完整性和可用性防护。

应用安全技术要求:保证安装在汽车上的应用软件具备相应的标识和保密性、完整性和可用性的防护措施,可以对抗逆向分析、反编译、篡 改、非授权访问等各种针对应用的安全威胁,并确保应用产生、使用的数据得到安全的处理、车载端应用与相关之间通信的安全性,保证应用为用户服务时,以及应用在启动、升级、登录、退出等各模式下的安全性。

通信安全技术要求:汽车敏感或重要信息通信过程,要对通信双方实施双向身份认证,对通信进行必要的加密处理;要能够防范重放攻击和中间人攻击。

数据安全技术要求:数据安全技术要求采取加密等安全工作机制保证采集、存储、传输过程中用户数据、车企数据以及供应商数据的安全性,确保数据的保密性、完整性和可用性得到有效防护,同时具有清除机制,保护数据生命周期各环节的安全性。

OTA升级安全技术要求:OTA升级过程中车端与服务端采用安全的双向认证、建立安全通道以及对OTA升级包进行验证,确保OTA升级包的完整性、机密性和可用性。

总线安全技术要求:车内总线通信发送节点不被恶意应用调用从而向车内网络发送恶意数据,同时车内总线通信接收节点应对接收到的车内数据信息进行合法性校验,必要时可以对关键的信息采用一定保护机制(例如防重放机制、加密机制)

未完待续

蓝皮书《中国智能汽车科技强国之路》—导论(一)

蓝皮书《中国智能汽车科技强国之路》—导论(二)

蓝皮书《中国智能汽车科技强国之路》—导论(三)

本文相关词条概念解析:

汽车

汽车原指以可燃气体作动力的运输车辆,也指有自身装备动力驱动的车辆。“汽车”(automobile)英文原意为“自动车”,在日本也称“自动车”(日本汉字中的汽车则是指我们所说的火车)其他文种也多是“自动车”。美国汽车工程师学会标准SAEJ687C中对汽车的定义是:由本身动力驱动,装有驾驶装置,能在固定轨道以外的道路或地域上运送客货或牵引车辆的车辆。1885年是汽车发明取得决定性突破的一年。当时和戴姆勒在同一工厂的本茨,也在研究汽车。他在1885年几乎与戴姆勒同时制成了汽油发动机。

  • 相关阅读
  • 猜你喜欢