浅谈智能汽车物联网IOT的优势以及面对的威胁

冯彩凤

摘 要：物联网的慢慢普及，高速无线网络的覆盖，ITS设备的不断覆盖基层道路面对突发状况ITS的反应能够更快一步，使得人们的财产安全和人生安全得到更好的保障。带来先进优势的同时，也伴随着的诸多的风险，例如汽车网络安全的可靠性、及时性，隐私性等等都将面临各种考验，车内以太网络接入到互联网，以及车联网的蓝牙和无线接口更是将汽车暴露在随时可被攻击的环境。如何平衡优势与风险或优势高于风险是如今的一大难点。

关键词：物联网（IOT） 智能交通系统（ITS） 网络威胁 无线连接威胁

Brief Discussion about the Advantages of Smart Car IOT and the Threats it Faces

Feng Caifeng

Abstract：The popularization of the Internet of Things， the coverage of high-speed wireless networks， and the continuous coverage of ITS equipment on the grassroots roads make the response to emergencies much faster， which makes people's property safety and life safety better protected. While bringing advanced advantages， it is also accompanied by many risks， such as the reliability， timeliness， and privacy of automobile network security， which will face various tests. The in-car Ethernet network is connected to the Internet and the Internet of Vehicles Bluetooth and wireless interfaces expose the car to an environment that can be attacked at any time. How to balance advantages and risks or advantages over risks is a major difficulty today.

Key words：Internet of Things （IOT）， Intelligent Transportation System （ITS）， cyber threat， wireless connection threat

1 引言

目前的道路交通问题已经成为全球急需解决的一个问题，交通拥堵，环境污染，驾驶安全等等一系列的问题，如果在行驶过程中驾驶员能够获取到周边车辆信息（速度，方向，实时位置，是否加减油门，是否变道等信息），那么驾驶员则能够通过这些信息进行驾驶调整和规避行驶过程中会出现的危险风险。随着无线网络技术的成熟，早期提到的车联网技术被推到风口浪尖处，经过一系列的研发改进取得了大幅度的突破，传统的车联网技术是通过各部分的传感器所采集的数据通过无线网络传输到网络平台进行处理，再通过连接到网络平台对车辆状态进行监管并提供一系列服务。新概念的车联网技术是能够实现车与车之间自行组网，采集自身车辆和周边车辆信息，用过无线网络传输到汽车中央处理系统，通过云计算实时分析和处理大量的数据，再给出各车辆的最佳行驶路线，车辆群组网络再实时共享数据，形成大型的交通信息网络，结合智能交通系统（ITS）给出最佳的交通信号灯调度。

2 车联网技术

物联网的发展衍生了车联网技术，通过OBD接口接入信息采集器实现车辆自联网，能够实时通过网络了解到车辆的运行状况，这是ION的实现，让车辆以太网接入互联网，让我们拥有了能够通过网络查看、控制车辆运行状况和实时位置的智能便利体验。在车联网（ION）的基础上加入物联网（IOT）是现代意義上的车联网，通过V2X和V2V连接技术，使得车辆能够连接到周边智能设备和智能车辆，形成车辆自组网，再将数据传输到云端中央处理系统，通过云计算给出反馈，这样智能大型交通网络的雏形便形成了。

3 车联网的优势

信息采集器的接口采用了OBD诊断接口作为硬件接入，能够获取车辆的所有完整信息以及各传感器产生的数据流，实时的数据流分析和处理机制可以使得辅助驾驶加入到平常的驾驶体验中并且提升辅助驾驶能力，车联网后的车辆故障可以通过信息采集器发送到云端处理直接查看到故障代码和故障的部位，在故障诊断时提升故障信息可靠性，大幅度缩减维修时间，降低维修成本。对于每一次的行驶，云端都能收集到驾驶者的驾驶习惯，让汽车和驾驶者配合更加有默契，提升驾驶体验的同时提高行车安全，低延时的无线服务和高效的云计算，通过V2V、V2X、V2I可以检测碰撞威胁、了解附近车辆意图协调安全车道合并等，在驾驶者出现危险驾驶时自动判别并且及时介入确保行车安全（如疲劳驾驶，路面出现突发状况等），结合车互联网的无人驾驶技术，能够提升驾驶优越性和便捷性。比如：交通管理方面：高速收费站智能收费、智能停车场管理、车辆调度以及车辆监控等方面; 物流运输方面：货物实时监测、物流监测、无人驾驶送货车;公共服务方面：公交车站点信息查询、车辆定位等。

随着多年的发展，车联网概念将形成以智能化交通管理和车辆只能化控制为一体的网络应用。一方面通过“车-路”信息系统实现只能交通的管理，实现城市智慧交通，另一方面通过车况监控系统获得车辆本身和驾驶行为的大数据，可以使得驾驶安全得到有效规范。透明路、绿色生活、汽车与智能设备互联互通，可以通过信息采集及分析装置随时得知前方路况哪里堵车、哪里施工，及时获得道路实景，以交通数据大平台和交通出行信息服务为模型，构建智能车载终端，有效缓解交通堵塞问题，提高道路通行能力，同时还可以有效降低能源消耗和废气排放。在今后的汽车设计及制造中，会在车上装载多个摄像头，不仅可以全面记录车辆的驾驶情况、行车路线，还可以看到周边车辆的驾驶情况，使得实时违章都逃不出摄像头。配合道路监控装置，使得行车情况更为清晰准确，这样无形当中会使大家的驾驶变得更加规矩。除此之外，车联网可以通过紧急制动、超速警告灯相关技术减少交通事故率，使得安全行驶更为有保障。

4 物联网的隐私性保護

大多数的物联网设备都是暴露在危险的网络环境中，存在数据泄露，被恶意攻击的风险。车辆物联网之后能够实时地获取到汽车的状态参数以及精确位置，所以隐私保护是极其重要的。在ITS（智能交通系统）中周边设备在检测到信号之后会及时地通过密匙与车辆进行链接，在传统的无线网络密码认证方式中存在着高延迟的缺点，在较为理想的群密匙管理方案中，由于车辆规模众多，数量大，并且数据交换的时间短，密码管理容易泄露汽车的MAC（网络硬件标识符）地址。如果汽车接入互联网的MAC被泄露，那么使得车辆容易被追踪以及车载网络被监听，最后导致整车被恶意控制的风险。

如何将这些风险降到最低，采用安全的连接方式、进行数据加密传输、建立防火墙等等，汽车的物联网络有着连接数量大、传输数据多等特点，在保护其安全性的同时又不影响连接速度和传输速度，于是在ITS系统中加入TCM（可信密码模块）机构，给汽车一个新的虚拟MAC，在检验时可通过解密了解到汽车的真实身份，防止了汽车的真实MAC被泄露。

5 无线网络的安全性

在智能交通中，车联网相较于传统的互联网，处在的环境更加复杂特殊，自组网网络复杂多变，对于汽车网络的管理更加困难。随着互联网安全问题越来越明显，安全威胁更加突出。从通信角度出发，车内局域网、车载移动通信网络和车载自组网三个方面的威胁更加显现。其中车载移动通信网络和车载自组网是攻击的主要来源，再者是车辆内部网络系统在设计时是相对封闭的系统，被攻陷后容易获取高权限。因为无线网络的开放性以及脆弱性，使得攻击者能够不费任何代价来攻击和破坏网络，对于车辆自组网（VANET）的攻击方式有信息伪造和篡改信息、信息跟踪、重放攻击和DDOS攻击等等，VANET的部署要保证车辆信息的完整性和可认证性以及不可否认性，同时还要保护用户隐私;VANET作为一种特殊的移动自组织网络，在高速移动过程中导致网络节点众多、拓展结构变化快，潜在的无线网络信道不稳定等原因，目前在学术界和信息安全领域还没有人设计出完美的VANET无线网络安全协议。对于VANET的无线网络，基于普通的无线网络的基础上提出一些想法：

1.首先VANET设备在进行V2V、V2I、V2X不同的通信模式都要能够识别出伪装的MAC码，采用人工智能技术量化对比的方法，以最小的代价让欺骗攻击难度加大。

2.在连接之后可以采用交换密匙的方法进行信息验证，ITS系统加入信息批量验证算法加快验证的响应时间，有效的防范DDOS攻击。

3.VANET以及所有的连接设备采用隐藏的信号源，特定的信道以及进行AP隔离防止被恶意攻击的可能性。

4.在无线信道质量差的地方，即使汽车不能通过车载移动通信网络访问到中央处理系统，但能够通过VANET不同的通信模式V2V、V2I、V2X连接到车辆、路面设施或ITS进行网络的临时桥接访问到云端的中央处理系统。

5.VANET在网络状态不良好的情况下，数据交换应该出现丢包的概率时应有一些基本的纠错能力，避免执行了错误的指令。

6.重写汽车内部网络系统，提升系统的稳定和安全性;加入系统防篡改和完整性的检查，用户隐私数据权限的控制以及加密，网络通信的加密和证书管理。

7.车辆厂商应有自己的安全团队，定期的对车辆系统进行升级，避免漏洞式攻击。

6 结束语

车物联网已成为未来交通智能化的重要组成部分，车载联网通过与计算，辅助驾驶以及自动化驾驶可以提升车辆的安全性和驾驶体验，ITS可以协调提升出行效率，降低拥堵，减少事故。智能化的未来是美好的，但其中也隐藏着诸多的安全隐患需要我们一个个解决，实现真正的美好智能化。

参考文献：

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[2]李馥娟，王群，钱焕延.车联网安全威胁综述[J].电子技术应用，2017（5）.

[3]温靖宇. 车联网中匿名认证方案与安全协议的研究[D]. 2017.

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