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現(xiàn)代汽車的實(shí)驗(yàn)安全分析

2018-06-15 17:04:46·  來源：洞云書屋  
　
現(xiàn)代汽車不再僅僅是機(jī)械設(shè)備，它們由數(shù)十個(gè)內(nèi)部車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的數(shù)字計(jì)算機(jī)來監(jiān)控和控制。雖然這種轉(zhuǎn)變推動了效率和安全方面的重大進(jìn)步，但也帶來了一系列新的潛在風(fēng)險(xiǎn)。雖然汽車工業(yè)一直認(rèn)為安全是一個(gè)關(guān)鍵的工程問題（事實(shí)上，這種新的軟件已經(jīng)被特別引入以增加安全性，例如，防抱死制動系統(tǒng)），事實(shí)上，這種計(jì)算機(jī)控制的增

現(xiàn)代汽車不再僅僅是機(jī)械設(shè)備，它們由數(shù)十個(gè)內(nèi)部車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的數(shù)字計(jì)算機(jī)來監(jiān)控和控制。雖然這種轉(zhuǎn)變推動了效率和安全方面的重大進(jìn)步，但也帶來了一系列新的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

雖然汽車工業(yè)一直認(rèn)為安全是一個(gè)關(guān)鍵的工程問題（事實(shí)上，這種新的軟件已經(jīng)被特別引入以增加安全性，例如，防抱死制動系統(tǒng)），事實(shí)上，這種計(jì)算機(jī)控制的增加程度也可能帶來相應(yīng)的潛在威脅。

總之現(xiàn)代汽車的攻擊面正在迅速增長，因?yàn)楦鼜?fù)雜的服務(wù)和通信特性被納入車輛。在美國，聯(lián)邦授權(quán)的車載診斷（OBD-Ⅱ）端口，在VIR Tualy所有現(xiàn)代車輛的沖撞下，提供對內(nèi)部汽車網(wǎng)絡(luò)的直接和標(biāo)準(zhǔn)訪問。用戶可升級的子系統(tǒng)（如音頻播放器）被常規(guī)地連接到這些相同的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，如各種短程無線設(shè)備（藍(lán)牙、無線輪胎壓力傳感器等）。以通用汽車（GM）OnStAR為例的遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)提供了諸如自動碰撞響應(yīng)、遠(yuǎn)程診斷和在遠(yuǎn)程無線鏈路上被盜車輛恢復(fù)等增值功能。為此，這些遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)通過廣域無線連接將內(nèi)部汽車子系統(tǒng)與遠(yuǎn)程指揮中心集成。一些人甚至進(jìn)一步提出了一種以“汽車為平臺”的第三方開發(fā)模式。休斯遠(yuǎn)程信息處理已經(jīng)描述了為汽車APP開發(fā)一個(gè)“應(yīng)用程序商店”的計(jì)劃，而福特最近宣布將打開其同步遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)作為第三方應(yīng)用程序的平臺。

汽車嵌入式系統(tǒng)

數(shù)字控制，以獨(dú)立的嵌入式系統(tǒng)的形式作為發(fā)動機(jī)控制單元（ECU），在20世紀(jì)70年代末進(jìn)入美國生產(chǎn)的車輛，主要源于加利福尼亞空氣凈化法（以及隨后的聯(lián)邦立法）和汽油價(jià)格上漲帶來的壓力（21）。通過動態(tài)測量廢氣中存在的氧，ECU可以在燃燒前調(diào)節(jié)燃料/氧氣混合物，從而提高效率和減少污染物。自那時(shí)以來，這樣的系統(tǒng)已經(jīng)集成到幾乎每一個(gè)汽車功能和診斷，包括節(jié)氣門，變速器，剎車，空調(diào)和照明控制，外部燈，娛樂等，使術(shù)語ECU被推廣到電子控制單元。

許多特性需要復(fù)雜的ECU動作。例如，現(xiàn)代電子穩(wěn)定控制（ESC）系統(tǒng)監(jiān)控單獨(dú)的車輪速度、轉(zhuǎn)向角、節(jié)氣門位置和各種速度計(jì)。ESC自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)扭矩和車輪速度，以增加當(dāng)汽車的線路在轉(zhuǎn)向角（即滑行）后停止時(shí)的牽引力。如果應(yīng)用制動器，它們還必須與防抱死制動系統(tǒng)（ABS）相互作用。更先進(jìn)的版本也提供滾動穩(wěn)定控制（RSC），它也可以應(yīng)用剎車，減少油門，并調(diào)整轉(zhuǎn)向角度，以防止汽車翻滾。主動巡航控制（ACC）系統(tǒng)掃描道路前方并自動地收縮或減少油門，這取決于道路中有較慢的車輛（例如，奧迪Q7如果沒有用戶輸入將自動應(yīng)用制動器完全停止車輛。）

因此，典型的汽車包含多個(gè)總線（通?；贑AN標(biāo)準(zhǔn)）覆蓋不同的組件（例如，高速總線可以互連產(chǎn)生實(shí)時(shí)遙測的動力傳動系部件，而單獨(dú)的低速總線可以控制諸如照明和門之類的二進(jìn)制執(zhí)行器）。例如，考慮汽車的中央鎖定系統(tǒng)（CLS），它控制電源門鎖定機(jī)構(gòu)。顯然，這個(gè)系統(tǒng)必須監(jiān)控物理門鎖開關(guān)，從任何遠(yuǎn)程鑰匙的無線輸入，以及遠(yuǎn)程信息處理命令打開門。然而， CLS還必須與安全關(guān)鍵系統(tǒng)（如碰撞檢測）互連，以確保在安全氣囊打開或救援之后，汽車鎖脫開。 
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