車載終端信息安全威脅與防范

隨著車聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，車載終端的應(yīng)用越來越廣泛，也增加了對各種信息安全威脅的暴露，形成了針對車載終端功能特點的安全需求。筆者從多個角度分析了車載終端所面臨的各種信息安全威脅，總結(jié)了信息安全需求，并提出相應(yīng)的技術(shù)方法措施。

1、車載終端的業(yè)務(wù)功能及相應(yīng)的信息安全需求

車載終端的出現(xiàn)和普及是為駕駛?cè)藛T和乘客提供更便利的使用和更愉悅的體驗，因此功能也十分豐富，并且在不斷增加。目前的車載終端主要包括以下幾項功能：

(1)基本車況收集顯示

這類功能起步較早，早期車況信息包括胎壓、油量、水箱溫度以及車外溫度等參數(shù)，在傳統(tǒng)的儀表盤中都會顯示。新興的電動汽車也會顯示電量信息。當(dāng)智能車載終端廣泛應(yīng)用后，這些信息會集中顯示在車載終端的顯示屏上，用戶有統(tǒng)一的操控界面，提升用戶體驗。

(2)遠程操作

包括遠程開鎖、遠程發(fā)動車輛、遠程開啟空調(diào)等應(yīng)用。這些應(yīng)用通常和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，使用者通過手機APP或者提供相應(yīng)服務(wù)的Web頁面，遠程對車輛進行操作，大大提升了方便性。

(3)求助與遠程救援

同樣是通過網(wǎng)絡(luò)完成。目前，大量車輛已經(jīng)內(nèi)置了T-Box系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了SIM卡，可以連接運營商網(wǎng)絡(luò)，將車輛各ECU中存儲的狀態(tài)系統(tǒng)上傳到TSP平臺，供維修人員參考診斷。很多T-Box提供一鍵救援業(yè)務(wù)，系統(tǒng)自動完成包括診斷、定位車輛等多項任務(wù)，提升了處理緊急問題的效率。

(4)導(dǎo)航

是汽車Infotainment系統(tǒng)的主要功能。實際使用時，導(dǎo)航應(yīng)用會連接網(wǎng)絡(luò)，以獲取實時的路況信息。連接網(wǎng)絡(luò)的方式可以使用車輛使用者用手機提供的Wi-Fi熱點，也可以通過內(nèi)置的SIM卡直接接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

(5)車內(nèi)娛樂

這類應(yīng)用已逐步走向網(wǎng)絡(luò)化，下載、在線收看等多種方式的普及，給車輛使用者帶來了更好的用戶體驗。為了提高視頻的清晰度和流暢性，車載終端硬件的圖像處理能力也在逐步提升。

(6)自動駕駛

自動駕駛是個熱門應(yīng)用，從自動泊車開始，駕駛者對車的操控在減少，開車變得越來越簡單，越來越放松。目前，已經(jīng)有自動駕駛的汽車通過實際道路檢測，但是這種技術(shù)還需要一定的時間投入才能正式大規(guī)模商用。

在自動駕駛過程中，車輛收集大量道路信息，車身周圍人與物體的位置信息，根據(jù)這些信息與車輛的速度方向、交通管理規(guī)定等信息進行運算，這要求車載終端具有足夠的計算能力和實時性。隨著車車通信、車路通信的發(fā)展，車輛收集和運算的信息量將進一步增加，對車載終端處理能力的要求也越來越高。

功能的豐富導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度的增加，包括在芯片、傳感器、移動互聯(lián)操作系統(tǒng)、通信設(shè)備及通信服務(wù)等方面的協(xié)同發(fā)展。整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的復(fù)雜化，增加了車輛對各種攻擊的暴露，信息安全需求也變得更加重要和緊迫。信息安全根本屬性中的保密性、完整性、可用性、可認證性和可審計性，在車載終端這一具體應(yīng)用領(lǐng)域，呈現(xiàn)出不同的優(yōu)先級。

車載終端對訪問和使用的認證需求尤為突出——能夠確保信息被正確的人使用，下達命令的是具備相應(yīng)權(quán)限的正確用戶等。換言之，惡意攻擊者能否破壞車載終端的安全防護，肆意向車輛電子電氣系統(tǒng)各ECU下發(fā)各種指令，威脅到車輛正常使用者的安全，是車載終端設(shè)計和實現(xiàn)時必須要考慮的信息安全首要問題。

與可認證性相比，完整性也是信息安全各屬性中，相對重要的一方面。傳輸?shù)男畔⒑椭噶钜坏┍淮鄹?，會?dǎo)致與授權(quán)用戶意圖不同，甚至完全相反的操作，發(fā)生信息安全和涉及人身安全的嚴重事件。

可用性對于依賴車載終端的行車應(yīng)用也是需要保護的安全屬性。很多攻擊在不熟悉車輛系統(tǒng)的漏洞時，往往最先攻擊的是可用性。在擾亂系統(tǒng)的正常運行后，尋找安全薄弱環(huán)節(jié)，進行深度突破。

保密性是信息安全屬性的基礎(chǔ)。大多數(shù)攻擊通常從嗅探開始，獲取到用戶傳輸?shù)拿魑男畔⒒蛘咝盘?，包括用戶名、密碼等，了解用戶使用的應(yīng)用。破壞保密性，不僅侵犯隱私，同時也為其它攻擊方式提供方便。

可審計性是信息安全工作的基礎(chǔ)。只有信息安全事件可以審計，才能發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題并及時進行處理，避免問題擴大或者更加嚴重。

2、車載終端所面臨的信息安全威脅分類

2.1按照對車載終端信息安全屬性的破壞進行分類

如上文所述，車載終端的信息安全屬性包括機密性、完整性、可用性、可認證性和可審計性。有的威脅針對車載終端的機密性，收集用戶數(shù)據(jù)，導(dǎo)致隱私泄露;有的威脅破壞完整性，有的甚至同時破壞信息安全幾個屬性。本文按照對車載終端信息安全屬性的破壞對威脅進行分類，有針對性地一一進行介紹(見表1)。

(1)竊聽

最基本的威脅，是其它攻擊方式的基礎(chǔ)。車載終端與云端的連接用來傳輸用戶大量隱私數(shù)據(jù)，例如行車數(shù)據(jù)、車輛狀態(tài)信息等會在網(wǎng)絡(luò)中被嗅探。對于車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)車載終端接入到汽車總線后，CAN總線上明文傳輸?shù)母鞣N控制指令和系統(tǒng)信息被攻擊者竊聽的風(fēng)險增加。攻擊者一旦獲取的車載智能終端的控制權(quán)，很容易獲取所連接總線上傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

(2)偽造

由于缺少對數(shù)據(jù)的認證，攻擊者可以向車載終端注入感染病毒的代碼或者可能導(dǎo)致堆棧溢出的代碼，或者未授權(quán)的指令，對車載終端操作系統(tǒng)、應(yīng)用和車內(nèi)ECU進行任意操作。

(3)阻斷

云端向汽車發(fā)送的信息和指令，可能被攻擊者在網(wǎng)絡(luò)層面進行干擾，而不能正常到達車載終端。而車載終端一旦被非法控制，攻擊者可以屏蔽CAN網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的信息，從而實施對車內(nèi)電子電氣系統(tǒng)的阻斷攻擊。

(4)篡改

篡改攻擊是組合了竊聽、阻斷和偽造等多種方式，形成的比較復(fù)雜的攻擊。攻擊既可以篡改車輛駕駛者從云端接收的例如行車路線等相關(guān)數(shù)據(jù)，也可能是從車內(nèi)各 ECU回送的狀態(tài)信息，影響駕駛員的正常判斷和操作;或者將車輛駕駛者向ECU發(fā)送的指令進行修改，干擾車輛正常行駛。其后果都十分嚴重。

(5)拒絕服務(wù)

惡意攻擊者通過控制車載終端，向其所連接的總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送大量偽造的數(shù)據(jù)包，占領(lǐng)總線資源，從而導(dǎo)致ECU拒絕服務(wù)。這是針對可用性的常見攻擊方式。