2017车联网网络安全白皮书.docx
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1、CAICT中国信通院(2017年)卜车联网网络安全白皮书中国信息通信研究院2017年9月H由曩槽豆:各VRQMS184KOOa(MOC1.(V1.*WBM0M1.ISWM002WBItt1.9saWOOzj(WBWBItsooIVHI1.ddJXWjaHyw_-MXp一经销商1.5G/建管小套资料涵藕:经销商开店指南、门店运管、汽车活动策划案例,销售提升技巧、促单培训资料、原客异议处理答微信公众号:在职充电社创业投资系列2017最实用创业投资资料300套2017最新研究报告300套全周期创业手册83份最新融资商业计划书0-6岁CEo创业必备秘籍200套世界百强商业计划书前言近年来,随着汽车保有
2、量的持续增长,道路承载容量在许多城市已达到饱和,交通安全、出行效率、环境保护等问题日益突出。车联网作为信息化与工业化深度融合的重要领域,对促进汽车、交通、信息通信产业的融合和升级,对相关产业生态和价值链体系的重塑具有重要意义。伴随车联网智能化和网联化进程的不断推进,车联网网络安全事件出现,用户生命财产安全受到威胁,车联网安全已成为关系到车联网能否快速发展的重要因素。当前.,正多于车联网发展关键时期,结合国际网络安全整体形势,强化车厚网网以安全保障已成为当务之急。八我院联合中国汽车技术研世心、注海安吉星信息服务有限公司、中国第一汽车股份有限勰技篇心、上海观安信息技术有限公司、北京匡恩网络科技有限
3、货莅司、北京奇虎科技有限公司、北京启明星辰信息安全技术会限雅,共同推出车联网网络安全白皮书(2017版).本白皮书主要从车联网网络安全现状、威胁分析、防护策略等方面进行分析探讨,井展望车联网网络安全趋势,希望与业界分享,共同推动我国车联网产业的安全健康发展。一、车联网网络安全概述()车联网基本概念(二)网络安全视角卜的车联网2二、车联网网络安全现状6三、车联网网络安全威胁分析9()智能网联汽车安全威胁分析9(二)移动智能终端安全威胁分析15(三)车联网服务平台安全威胁分析15(四)(五)四、乍联网网络安全防护策略(一)(三)(四)(五)16182()20232425272831车联网通信安全威
4、胁分析车联网数据安全和隐私保护威胁分析.一一I田除IS1.1.i,I31BJ1MU1.1.EnrOYA1.w三=11:图2网络安全视角下的车联网从防护对象来看,年联网的网络安全应重点关注智能网联汽车安全、移动智能终端安全、车联网服务平台;安全和隐私保护贯穿于车联网的各个信安全,同时数据,是车联网网络安全的重要内容。1.智能网联汽车安全各电子控制单元(E网络安全视角下能网联汽车如图3所示。主要涉及车内总线、bnicContro1.Unit,ECU)下载诊断(On-BoardDiagnostic,OBD)接口、T-BOX以及车载综合信息系统(In-Vchic1.cInfotainmcn1.,IVI
5、)等的安全风险。车内网络一般是基于总线的通信,包括CAN总线、1.IN总线等:ECU相当于汽车各个系统的大脑,控制着如发动机、变速箱、下灯等部件的运行,通过与车内总线相连,各ECU之间进行信息传递;车载诊断接口OBD(On-BoardDiagnostic)是外接设备与车内总线进行通信的入口,通过OBD中IM,二I:.奇欣网对格安企白皮H4,接口,可以通过统一诊断服务UDS(UnifiedDiagnosticServices)向ECU发送读写指令;T-BOX作为车内与外界进行信息交换的网关,实现汽车与车联网服务云平台之间的通信;车载综合信息系统IVI可以提供实时路况、导航、信息娱乐、故障检测和辅
6、助驾驶等功能,为乘客带来新的驾乘体验。全、传感器安全、?安全、车载操作系统安全、车载中间件安全智能网联汽车安能网联汽车j护对象来看,包括芯片安全、外围接口安和车载应用软件安全。其中芯片安全涉及电子控制单元ECU,车载操作系统等的芯片安全;外围接口安全包括车载通讯模块T-BOX、车载诊断系统接口OBD等安全;传感器安全包括摄像头和雷达等的传感器安全。2 .车联网移动智能终端安全个联网移动智能终端以智能机等终端设备为主,用于实现人与智能网联汽车、车联网服务平台等的交互,例如车主通过移动智能终端可以发送远程控制指令到云端服务器,云端服务器再将车主的控制指令发送给智能网联汽车,实现对汽车的远程控制等功
7、能,例如远程开启空调、车辆预热等。从防护对象来看,车联网移动智能终端安全应重点关注终端系统安全和ApP安全。3 .车联网服务平台安全车联网服务平台是提供车辆管理与信息内容服务的云端平台,负责车辆及相关设备信息的汇聚、计算、监控和芦理,提供智能交通管控、远程诊断、电子呼叫中心、道路救援等车辆档理服务,以及天气预报、信息资讯等内容服务。车联,服务件徐车联网数据汇聚与远程管控的核心,从安全防护对象来看,粒重点关注于.联网服务平台的平价系统、控制接口、WEB勘渝妾口、账户口令、数据保护等问题。4 .年联网通信安全车联网的目的息城车内、车与人、车与车、车与路、车与服务平台之间的信息通信。主要涉及车内网络
8、、车际网络和车载移动互联网络。其中,车内网络包括CAN总线、UN总线等总线通信,以及W旧、RFID,蓝牙、红外线、NFC等无线通信方式。车际网络实现智能网联汽车之间、智能网联汽车与路基设施的通信,目前,直连模式的车际网络主要涉及1.TE-V2X和IEEE802.1Ip这两种通信方式。车载移动互联网络包括2G/3G/4G/5G、卫星通信等无线通信方式。车联网通信安全从安全防护对象角度,应重点关注车内网络、车际网络和车载移动互联网络等安全。5 .数据安全和隐私保护车联网数据安全从安全防护对象来看,涵盖从数据采集、数据传输、开发利用、数据存储、数据备份与恢曳、数据删除等环节,包括但不仅限于用户信息、
9、用户关注内容、汽车基本控制功能运行数据、汽车固有信息、汽车状态信息、软件信息和功能设置信息等安全。用户隐私信息包括车主信息(如姓名、身份证、电话)、乍辆静态信息(如车牌号、车辆识别码)、车辆动态信息(如母置信息、行驶轨迹),以及用户使用习惯等。二、车联网网络安全现状(一)网络安全事件显现,用户生命财产安全受到威胁车联网网络攻击风险加剧,人身安全受到威胁。目前,已出现针对车联网的网络攻占事件,部分案例中攻击者可控制汽车动力系统,导致驾驶者的生命安全遭到威胁。2015年,克莱斯勒的JeeP车型被国外的安全专家入侵,利用1.inux系统漏洞,远程控制汽车的多媒体系统,进而攻击V850控制器,并对其固
10、件进行修改,获取远程向CAN总线发送指令的权限,达到远程控制动力系统和刹车系统的目的,可在用户不知情的情况下降低汽车的行驶速度、关闭汽车引擎、突然制动或者让制动失灵1O2016年,同款JeeP车型在被物理接触的情况下,被攻击者通过OBD接口注入指令,控制车辆的动力系统,可操控方向盘和刹车系统,严重威胁驾驶员人身安全工黑客破解车联网远程控制账户,车主财产安全受到威胁。2016年,来自挪威安全公司Promon的专家在入侵用户手机的情况下,获取特斯拉App账户用户名和密码,通过登录特斯拉车联网服务平台可以随时对车辆进行定位、追踪,并解锁、启动车辆,地终导致车辆被盗,造成用户的财产损失二(二)车联网产
11、业链长、防护环节众多,网络安全问题复杂武车联网作为物联网在智能交吹域的典型应用,其产业链覆盖“两端一云”,主要围绕安全、号能出行和信息娱乐,涵盅元器件供应商、设备生产商、整车(商、渝庾件技术提供商、通信服务商、信息服务提供商等。由广车联扃产业链较长,且网络安全防护对象多样,安全防护环节众多、有血!免存在产业链某一环节,如元器件供应商,无法在产品中实现足够的安全防护措施,导致存在薄弱环节。同时,车联网还面临网络安全需求复杂,网络安全防护手段建设缺乏针对性和系统性等问题。:hUp:/autn.chuia.coni.ciicKVX20160S(X5i6775SS.shtni1.ttps,www.it
12、homc.oon,him1.aut,k27542him(三)安全企业、整车厂商加快安全布局,但尚未深入合作目前,国内以比亚迪、上汽等为代表的整车厂商已开始车联网网络安全工作部署,并取得一定进展。在网络安全技术研发方面,企业内部初步形成了跨部门的合作机制:以安全为基准的全新生产线逐步替代传统的生产线,不断加强下联网全生命周期各环节的网络安全管理。而以梆梆安全、奇虎360、匡恩网络为代表的安全企业在安全防护技术研发和产品创新方面也取得初步成效,厚r提供汽车卫士、汽测试、安全评测服车总线安全评估工具等软硬件产品外,还务;比亚迪、蔚来等整车厂商也探索彳网安全解决方案。但整体来看,购和黑盒测试为主,双方
13、R科恩实验室提供的车联商和安全企业的合作以服务采进行安全方案设计和安全方案评估的案例有限。(四)车联网安全发展势头良好,但难以快速改善当前车联网产业发展迅速,车联网网络安全已得到相关管理部门和业界的普遍关注,相关安全政策、安全标准研究制定工作正在积极推进,车联网安全关犍技术和产品创新得到鼓励和支持,伴随相关工作成果的逐步落地,车联网安全发展的局面将逐步形成。但现阶段车辆安全技术仍在过渡中,部分车联网安全技术研发和应用推广还需时口,生产线升级换代和安全产品部署应用需要一定周期,以ISO26262VSAEJ3061,等为指导原则的开发流程落地实施还有一段距离。此外,存量汽乍的淘汰周期较长,如何加强
14、存量汽车的网络安全能力目前尚无成熟解决方案。三、车联网网络安全威胁分析本章从智能网联汽车、移动智能终端、车联网服务平台、网络通信、数据安全和隐私保护五方面出发,对车联网网络安全威胁进行分析。(一)智能网联汽车安全威胁分析击的重要对象T-BOX是车载智能终端于车与车联网服务平台之间通信。线通信,实现指令和信息的传递:另一一方而,T-BOX可与方/1. T-BOX提供无线网络通信厂是逆向分析和网络攻面,其内置调制解调器,可通过数据网络、语音、短信等与车联网服务平台交互,是车内外信息交互的纽带。T-BOX主要面临几方面的安全威胁:一是固件逆向,攻击者通过逆向分析T-BoX固件,获取加密算法和密钥,解
15、密通信协议,用于窃听或伪造指令:二是信息窃取,攻击者通过T-BOX预留调试接口读取内部数据用于攻击分析,或者通过对通信端口的数据抓包,获取用户通信数据。,定位八。电1旬电广系统安全的nUHMk很,信息物理汽中系饺网络安全指南2. CAN总线是汽车控制中枢,是攻击防护的底线CAN总线是由德国博世公司研发,遵循ISO1.I898及ISoI1.519,已成为汽车控制系统标准总线。CAN总线相当于汽车的神经网络,连接车内各控制系统,其通信采用广播机制,各连接部件均可收发控制消息,通信效率高,可确保通信实时性。CAN总线安全风险在于:一是通信缺乏加密和访问控制机制,可被攻击者逆向总线通信协议,分析出汽车
16、控制指令,用于攻击指令伪造:二是通信缺乏认证及消息校伪造、拒绝服务、重放等攻击,安全隔离来确保智能网联汽验机制,不能对攻击者伪造、篡改的异常消息学行识别和预警。鉴于CAN总线的特性,攻击者可通过物理侵入或远程收人的方式实施消息车内部CAN网络不被非法艾次3. OBD接口连接汽车左外,外接设备成为攻击来源QBD是车载诊断系统接口,是智能网联汽车外部设备接入CAN线的重要接口,可下发诊断指令与总线进行交互,进行车辆故障诊断、控制指令收发。目前OBD和CAN存在三种安全级别的交互模式:是OBD接口设备对CAN总线数据可读可写,此类安全风险最大;:是OBD接口设备对CAN总线可读不可写;三是OBD接口
17、设备对CAN总线可读,但读取时需遵循特定协议规范且无法修改EeU数据,如商用车遵循CAN总线SAEJI939协议,后两者安全风险较小。IO今欣网M皆大勺6:卜;,中国1.;月近1.if匕定OBD接口面临的安全风险有三类:一是攻击者可借助OBD接D,破解总线控制协议,解析ECU控制指令,为后续攻击提供帮助;:是IO隐患ECU是汽车微机控制器,也被脑一样,由微处理器(CPU)、库的大脑“,它和普通的电(ROM、RAM)等部件组成。ECU的微处理器芯片是最主要(E元,其核心技术掌握在英飞凌、飞思OBD接口接入的外接设备可能存在攻击代码,接入后容易将安全风险引入到汽车总线网络中,对汽车总线控制带来威胁
18、;三是OBD接门没有鉴权与认证机制,无法识别恶意消息和攻击报文。目前较多接触式攻击均通过OBD接口实施,2016年B1.aCkHa【大会上,查理米勒和克里斯瓦拉塞克演示了通过OBD接口设备,攻击汽车CAN总线,干扰汽车驾驶。此外,OBD设备还可采集总线数据、伪造ECU控制信息,造成TCU自动变速箱控制单元等系统故障。4. ECU事关车辆行驶安全,芯片漏;同及固件漏洞是主要卡尔、恩智浦、瑞萨y外资企业手中,技术架构存在一定差异。目前汽车ECU数量众多,可达几十至上百个,类型包括EMS发动机管理系统、TCU自动变速箱控制单元、BCM车身控制模块、ESP车身电子稳定系统、BMS电池管理系统、TPMS
19、轮胎压力监测系统等。且随着汽车技术的发展和功能的增加,汽车ECU的数量逐年增加。ECU作为微处理器,主要面临如下安全威胁:一是ECU芯片本身可能存在设计漏洞,可能存在认证、鉴权风险。如第一代iPhone3GS就曾经存在硬件漏洞,可用于越狱提权且无法进行软件修复;二是ECU固件应用程序可能存在安全漏洞,可能导致代码执行或拒绝服务。2015年通用汽车TCU软件模块就爆出过memcpy()缓冲区溢出漏洞:三是ECU更新程序可能缺乏签名和校验机制,导致系统固件被改写,修改系统逻辑或预留系统后门。例如美国发生过攻击者利用ECU调试权限修改固件程序,解锁盗窃车辆的案例。5. 车载操作系统基于传统IT操作系
20、统,面临已知漏洞威胁车载操作系统是管理和控制车载硬件与车载软件资源的程序系统,目前主要有WinCE、QNX、1.inux、AndrOid等。其中QNX是第个符合ISO26262ASI1.D规范的类UniN系统,占据较大市场份额。操作系统,代码迁移中i计带移植已知漏洞,例如WinCE、Unix、1.inux、Android等过内核提权、缓冲区溢出等漏洞,由于现下载操作系统面临如湾:网络安全威胁:一是系统继承自传统有车载操作系统升级较少,也存在类似系统漏洞风险:是系统存在被攻击者安装恶意应用的风险,可能影响系统功能,窃取用户数据;三是车载操作系统组件及应用可能存在安全漏洞,例如库文件、Web程序、
21、FTP程序可能存在代码执行漏洞,导致车载操作系统遭到连带攻击。6. IVI功能复杂攻击而广,面临软硬件攻击IV1.车载信息娱乐系统是采用车载芯片,基于车身总线系统和互军联网网络安全白皮H12017邠)中国馆总迎伶研咒院,mp.,.darpa-acksgmj)nMar-t-cn0comro1.adc(r1.ct-i1.684593523联网形成的车载综合信息处理系统,通常具备辅助驾驶、故障检测、车辆信息采集、车身控制、移动办公、无线通信等功能,并与车联网服务平台交互。IV1.附属功能众多,常包括蓝牙、W1.F1.热点、USB等功能,攻击面大、风险多。IVI面临的主要威胁包括软硬件攻击两方面。一是
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