智能汽车网络安全核心技术实践：基础防护与解决方案

前言

随着智能汽车向 "移动智能终端" 加速演进，电子控制单元（ECU）数量倍增，车云互联、多域融合等技术深度渗透，车辆网络安全已从 "辅助需求" 跃升为 "核心安全底线"。传统封闭的机械架构被打破后，攻击者可通过远程渗透、部件仿冒、诊断接口滥用等路径发起攻击，小到用户隐私数据泄露，大到车辆行驶状态被非法控制，安全风险贯穿车辆全生命周期。

在此背景下，构建 "底层基础防护 + 场景化解决方案" 的纵深安全体系成为关键。本文聚焦智能汽车网络安全的核心技术实践，从基础安全的系统防护、数据保护、可信通信，到针对远程控制、软件刷写、座舱隔离等场景的专项解决方案，拆解技术原理与落地逻辑，为智能汽车安全研发、测试及运维提供可落地的技术参考，助力从业者筑牢车辆网络安全防线。

1. 基础安全

智能汽车的电子控制单元（ECU）是实现车辆智能化功能的核心载体，随着系统级芯片（SoC）在ECU中的广泛应用，其承载的功能涵盖了驾驶辅助、座舱交互、车辆控制等关键领域。基础安全作为智能汽车网络安全的基石，需贯穿ECU从规划、设计、开发到运维的全生命周期，通过系统化的安全机制，抵御各类潜在的网络攻击，保障车辆硬件与软件的核心安全。

1.1 系统安全

系统安全是智能汽车安全的底层保障，通过对设备启动、升级、运行环境及访问控制的全方位防护，构建从硬件到软件的纵深安全防线，防止攻击者通过篡改系统、绕过安全校验等方式获取控制权。

1.1.1 安全启动

安全启动的核心目标是确保设备在启动过程中仅加载经过合法授权的软件，避免恶意代码注入或固件篡改。其技术原理基于数字签名校验机制，在设备启动的每一个环节（从引导程序到内核、基带固件、外设驱动等），均会对待加载的镜像文件进行签名验证：

• 校验流程：启动器首先读取镜像文件的数字签名，通过预置的根证书公钥验证签名合法性；若签名校验通过，继续加载该镜像并执行下一阶段启动；若校验失败，立即终止启动流程，防止恶意镜像运行。
• 覆盖范围：需覆盖所有启动相关组件，包括但不限于Bootloader（引导加载程序）、操作系统内核、硬件抽象层（HAL）、外设固件（如雷达、摄像头驱动）等，确保启动链的每一环均不可被篡改。
• 安全价值：有效防御"固件替换攻击"，即使攻击者物理接触设备并尝试刷入恶意固件，也会因签名不合法被启动机制拦截，保障设备启动阶段的安全性。

1.1.2 安全升级

智能汽车需通过在线升级（OTA）或近端刷写实现软件版本迭代，安全升级机制需确保升级过程中软件的完整性、合法性，防止升级包被篡改或替换，避免攻击者通过恶意升级包植入后门。

• 升级包校验：升级包发布前需通过私钥进行数字签名，设备接收升级包后，首先验证签名合法性（同安全启动的根证书体系），仅通过校验的升级包可进入安装流程。
• 版本防回退：通过"版本号固化"或"升级日志加密存储"机制，禁止将系统回退到存在已知漏洞的旧版本。例如，将当前版本号写入硬件安全区域（如重放保护存储区RPMB），升级时校验目标版本号需高于当前版本，防止攻击者利用旧版本漏洞发起攻击。
• 断点续传与回滚：支持升级过程中的断点续传，避免网络中断导致升级失败；同时提供"升级回滚"能力，若升级过程中出现异常（如硬件兼容性问题），可自动恢复到升级前的稳定版本，保障车辆功能可用性。

1.1.3 可信执行环境

可信执行环境（TEE，Trusted Execution Environment）是基于硬件隔离技术构建的安全区域，与普通执行环境（REE，Rich Execution Environment）完全隔离，为敏感操作（如密钥存储、身份认证）提供高安全级别的运行环境，防止攻击者从REE侧窃取或篡改敏感数据。

• 硬件隔离原理：通过处理器的硬件级隔离技术（如TrustZone），将处理器划分为"安全世界"（TEE）和"非安全世界"（REE），两者拥有独立的内存、寄存器和外设资源，仅能通过预设的安全调用接口（如SMC指令）进行有限交互，杜绝REE侧恶意代码对TEE的渗透。
• 核心安全能力 ：
  • 敏感数据存储：将密钥、证书等核心敏感数据存储在TEE专属的加密存储区（如硬件安全模块HSM或RPMB），即使REE被攻破，攻击者也无法访问TEE内的敏感信息。
  • 安全计算：密钥生成、加解密运算、数字签名等敏感操作均在TEE内执行，运算过程中密钥不泄露到REE侧，避免"内存dump攻击"导致的密钥窃取。
  • 镜像防逆向：对TEE内运行的可信应用（TA）进行加密和混淆处理，防止攻击者通过逆向工程分析TA逻辑，保障安全功能的实现细节不被泄露。

1.1.4 强制访问控制

强制访问控制（MAC）是一种基于系统预设策略的访问控制机制，区别于依赖用户权限的自主访问控制（DAC），MAC对所有进程和资源实施"强制"权限管控，即使拥有最高权限（如root）的进程，也无法突破预设的安全策略，有效限制恶意进程的破坏范围。

• 策略固化与生效：MAC策略在设备启动时从只读存储区加载到内核，且运行过程中不可动态修改，确保策略不被篡改。策略需明确进程对目录、文件、设备节点等资源的访问权限（如"只读""只写""禁止访问"）。
• 细粒度权限管控：对不同功能模块的进程设置最小权限，例如，座舱娱乐进程仅能访问音视频文件，无法访问车辆控制相关的CAN总线接口；同时通过"权能分离"机制，拆分root权限为多个独立权能（如"网络访问权""硬件控制杈"），进程仅能获取完成自身功能所需的权能。
• 系统调用限制：结合Seccomp（Secure Computing Mode）技术，对进程可调用的系统调用进行白名单限制。例如，禁止娱乐类进程调用"内核模块加载""硬件寄存器读写"等敏感系统调用，防止攻击者利用系统调用发起内核级攻击。

1.2 数据安全保护

智能汽车在运行过程中会产生海量数据，包括用户隐私数据（如位置信息、车内音视频）、车辆运行数据（如车速、转向角度）及控制指令数据，数据安全保护需覆盖"收集-存储-使用-传输-删除"全生命周期，确保数据机密性、完整性和可用性。

1.2.1 数据生命周期安全防护

数据生命周期的每个阶段均需针对性部署安全措施，形成闭环防护体系：

• 数据收集阶段 ：
  • 最小化收集：仅收集实现功能必需的数据，例如，导航功能仅需获取车辆位置信息，无需收集车内音频数据；同时明确数据收集的触发条件（如用户主动授权后才收集位置信息），避免"静默收集"。
  • 来源合法性：确保数据来源符合法规要求，对于用户数据需获取明确授权（如弹窗提示+用户手动确认），并记录数据收集日志（包括收集时间、用途、授权记录），便于追溯。
• 数据存储阶段 ：
  • 分层加密存储：根据数据敏感度分级加密，高敏感数据（如用户身份信息、控制密钥）采用硬件加密（如TEE内加密存储），普通数据（如娱乐音视频）采用软件加密（如AES-256算法）；同时支持"全盘加密+文件级加密"双重防护，即使存储介质被物理窃取，也无法解密数据。
  • 存储权限控制：通过文件系统沙盒机制，限制进程仅能访问自身专属的存储目录，例如，导航应用无法访问座舱摄像头拍摄的视频文件，防止跨应用数据泄露。
• 数据使用阶段 ：
  • 访问权限校验：结合自主访问控制（DAC）和强制访问控制（MAC），确保仅授权进程可访问对应数据。例如，车辆控制进程访问CAN总线数据时，需同时通过"进程权限校验"和"MAC策略校验"。
  • 数据脱敏处理：在数据使用过程中，对敏感字段进行脱敏，例如，展示用户手机号时隐藏中间4位，传输车辆位置信息时将精度降低到100米以内，避免原始敏感数据直接暴露。
• 数据传输阶段 ：
  • 传输通道加密：所有数据传输（包括车与云、车与终端、车内部件间）均采用加密协议，例如，车云通信使用TLS 1.3协议，车内以太网通信使用TLS或专用车载安全协议，防止数据在传输过程中被窃听或篡改。
  • 双向身份认证：传输双方需进行身份校验，例如，车端与云端通信时，车端验证云端证书合法性，云端验证车端设备证书合法性，杜绝"中间人攻击"。
• 数据删除阶段 ：
  • 安全擦除：普通删除操作仅删除文件索引，物理存储区数据仍可恢复，需通过"覆写擦除"（如用全0或随机数覆盖数据存储区块）或"硬件销毁"（如对存储芯片发送擦除指令），确保数据不可被恢复；恢复出厂设置时需对所有用户数据分区执行安全擦除。
  • 删除日志记录：记录数据删除操作（包括删除时间、数据类型、操作人员），形成审计日志，便于后续安全事件追溯。

1.2.2 多账号数据隔离

智能汽车存在多用户使用场景（如家庭共享、代驾、维修），多账号数据隔离机制需确保不同用户的数据独立存储、互不访问，防止隐私泄露。

• 用户身份认证：支持多种身份认证方式（如人脸识别、密码、生物特征），用户上车后需完成认证才能访问个人数据；认证过程需在TEE内执行，防止认证信息被窃取。
• 数据分区存储：为每个用户分配独立的加密存储分区，用户的个性化设置（如座椅位置、导航记录）、隐私数据（如行车记录仪视频）仅存储在个人分区内，其他用户无法访问。
• 临时账号管控：针对代驾、维修等临时场景，提供"访客账号（GUEST）"，该账号仅拥有基础功能权限（如启动车辆、控制空调），无法访问车主的隐私数据（如历史导航记录、车内摄像头文件）；临时使用结束后，自动清空访客账号的操作记录。

1.2.3 敏感权限管理

智能汽车的敏感权限（如麦克风、摄像头、位置信息访问权）直接关联用户隐私，需通过透明化、可控化的权限管理机制，让用户掌握权限授予的主动权。

• 权限授予机制 ：
  • 访问前授权：应用访问敏感权限前，需向用户发起授权请求（如弹窗提示"某应用请求访问麦克风，是否允许？"），用户可选择"允许""拒绝"或"仅本次允许"，禁止应用默认获取敏感权限。
  • 精细化授权：支持按场景授予权限，例如，位置信息权限可分为"始终允许""仅在使用应用时允许""禁止"，满足不同用户的隐私需求。
• 权限使用感知 ：
  • 实时提醒：当敏感权限被使用时，通过状态栏图标、声音提示等方式告知用户，例如，摄像头启动时在仪表盘显示"摄像头正在运行"图标，麦克风被访问时播放轻微提示音。
  • 物理开关：对核心敏感设备（如车内摄像头）提供物理遮挡开关（如拨片式遮挡盖），即使权限被授予，用户也可通过物理方式切断设备，彻底杜绝隐私泄露风险。
• 权限使用审计 ：
  • 日志查询：用户可通过座舱界面查询敏感权限的使用记录，包括"哪个应用、在什么时间、访问了什么权限"，例如，查看过去7天内麦克风的访问日志。
  • 权限撤销：支持用户随时撤销已授予的敏感权限，例如，在权限管理界面关闭某应用的位置信息访问权，撤销后应用立即无法获取相关数据。

1.3 可信互联通信

智能汽车的互联场景包括"车与云""车与终端（如手机、手表）""车内部件间"，可信互联通信需通过安全协议、身份认证、数据加密等技术，确保各类通信场景下的数据不被窃听、篡改或仿冒。

1.3.1 通信安全协议选择

不同互联场景需选择适配的安全协议，平衡安全性与实时性：

• 车云/车终端通信：采用TLS 1.2或TLS 1.3协议，其中TLS 1.3具有更快的握手速度和更强的加密能力，可减少通信延迟，适合对实时性要求较高的场景（如远程控车）；同时禁用不安全的加密套件（如SHA-1、RC4），仅保留符合国密标准或国际公认的强加密套件（如AES-256-GCM、ChaCha20-Poly1305）。
• 车内以太网通信：针对车内高实时性需求（如控制指令传输），可采用轻量化安全协议（如基于TLS的简化版本或专用车载安全协议），在确保加密的同时降低协议开销；对于非实时数据（如座舱娱乐数据），可采用标准TLS协议。
• 短距离通信：蓝牙、NFC等短距离通信需开启加密模式（如蓝牙4.0及以上的AES-CCM加密），防止攻击者通过"蓝牙嗅探"获取敏感数据（如数字车钥匙信息）。

1.3.2 双向身份认证机制

通信双方的身份认证是可信互联的前提，需通过数字证书体系实现双向校验，杜绝仿冒设备接入：

• 证书体系构建 ：建立多级证书链，包括根证书、设备证书、应用证书：
  • 根证书由权威机构签发，预置在所有通信节点（如车端、云端、终端），作为身份校验的信任根；
  • 设备证书由根证书签发，与设备硬件唯一标识（如芯片序列号）绑定，确保"一机一证"；
  • 应用证书由设备证书签发，用于验证应用的合法性（如车端控制应用的证书）。
• 认证流程 ：以车云通信为例，认证过程包括：
  1. 车端向云端发送设备证书，云端通过根证书验证车端证书合法性；
  2. 云端向车端发送云端证书，车端通过根证书验证云端证书合法性；
  3. 双方验证通过后，基于证书中的公钥协商会话密钥，用于后续数据加密传输。
• 证书安全管理：设备证书的私钥需存储在硬件安全区域（如TEE、HSM），防止私钥泄露；证书到期前需自动发起更新请求，避免因证书过期导致通信中断。

1.3.3 数据传输完整性与机密性

除了身份认证，还需确保传输数据的完整性（不被篡改）和机密性（不被窃听）：

• 数据加密：采用"对称加密+非对称加密"结合的方式，非对称加密用于协商会话密钥（如RSA、ECC算法），对称加密用于加密传输数据（如AES算法），兼顾安全性和传输效率；对于超敏感数据（如控制指令），可采用"双加密"（如会话密钥加密后，再用接收方公钥加密）。
• 完整性校验：对传输数据附加消息认证码（MAC）或哈希值（如HMAC-SHA256），接收方收到数据后重新计算MAC或哈希值，与发送方附加的值比对，若不一致则判定数据被篡改，直接丢弃。
• 防重放攻击：通过"时间戳+随机数"机制，防止攻击者截取合法数据后重复发送（如重放远程控车指令）：发送方在数据中加入当前时间戳和随机数，接收方验证时间戳是否在有效范围内（如±30秒），且随机数未被重复使用，否则拒绝处理。

2. 安全解决方案

针对智能汽车在远程控制、软件刷写、座舱隔离、车内通信、诊断维护等场景下的核心安全风险，需设计专项安全解决方案，形成覆盖"车云-车端-车内-诊断"全场景的防护体系。

2.1 远程控制端到端保护方案

远程控制功能（如远程开门、启动车辆、调节空调）通过无线网络实现，若存在安全漏洞，可能被攻击者利用发起批量控车攻击，端到端保护方案需确保仅合法用户可发起控制指令，杜绝非授权访问。

2.1.1 传统远程控制方案的风险

传统远程控制多依赖"终端-云端-TLS加密"的单向保护机制，存在两大核心风险：

• 云端信任风险：若云端服务器存在API漏洞或被攻破，攻击者可仿冒云端向车端下发恶意控制指令，引发批量控车；
• 中间人攻击风险：攻击者诱导用户终端连接伪造的网络（如虚假WIFI），以"中间人"身份篡改用户发送的控制指令（如将"开空调"改为"开门"），车端和云端无法识别指令被篡改。

2.1.2 端到端保护技术实现

端到端保护方案的核心是"指令签名+车端验签"，绕开云端对指令的直接控制，实现"终端与车端的直接信任"：

• 密钥绑定：在用户终端（如手机）和车端分别预置唯一的身份密钥，该密钥由硬件安全模块（HSM）生成并存储，无法被导出或篡改；终端与车端通过初始配对（如首次用车时的蓝牙认证）建立密钥关联，形成"一对一"的密钥绑定关系。
• 指令签名与验签 ：
  1. 用户发起远程控制指令时，终端先对指令（含指令内容、时间戳、随机数）进行数字签名（使用终端私钥）；
  2. 签名后的指令通过TLS通道发送到云端，云端仅转发指令，不参与签名或篡改；
  3. 车端接收指令后，首先验证指令的时间戳和随机数（防重放），再使用终端公钥验证签名合法性；
  4. 验签通过后，车端执行指令并向终端返回执行结果（结果同样需签名）。
• 安全优势：即使云端被攻破或存在中间人攻击，攻击者也无法伪造合法签名，因此无法下发有效的控制指令；同时，指令签名过程对用户透明，无需额外操作，兼顾安全性与用户体验。

2.2 一车一授权防刷写方案

智能汽车的软件刷写（如ECU固件升级、功能配置修改）若缺乏安全管控，攻击者可能通过刷写恶意软件、回退漏洞版本等方式控制车辆，一车一授权方案通过"硬件绑定+动态授权"，确保仅合法软件可刷入车辆。

2.2.1 软件刷写的核心风险

软件刷写过程中常见的安全风险包括：

• 版本回退攻击：攻击者将车辆软件回退到存在已知漏洞的旧版本，利用漏洞获取系统控制权（如旧版本未修复CAN总线指令篡改漏洞）；
• 特权版本攻击：攻击者获取调试版、维修版等特权软件（此类软件通常拥有更高权限，如修改核心参数），刷入车辆后绕过安全检查；
• 软件篡改攻击：攻击者篡改官方软件包（如植入后门代码），通过非法刷写工具将篡改后的软件包刷入车辆，实现持久化控制。

2.2.2 一车一授权技术设计

一车一授权方案的核心是"软件版本与硬件唯一标识绑定"，每个车辆的每一个ECU仅接受针对其硬件定制的软件版本：

• 硬件唯一标识：为每一个ECU分配唯一的硬件标识（如芯片序列号、出厂唯一编码），该标识存储在硬件熔丝中，无法被修改或伪造；
• 授权文件生成：软件发布前，由授权中心根据"ECU硬件标识+软件版本号"生成唯一的授权文件（含数字签名），授权文件与ECU硬件标识一一对应；
• 刷写流程管控 ：
  1. 刷写工具向ECU发送刷写请求，ECU返回自身硬件标识；
  2. 刷写工具将硬件标识发送到授权中心，申请对应的授权文件；
  3. 授权中心验证刷写工具合法性后，生成授权文件并下发；
  4. ECU接收软件包和授权文件，首先验证授权文件的签名（使用授权中心公钥），再验证授权文件中的硬件标识与自身一致；
  5. 验证通过后，ECU执行刷写操作，并记录刷写日志（含软件版本、授权文件信息）。
• 防回退机制：ECU内存储当前软件版本号，刷写时若目标版本号低于当前版本，即使授权文件合法，也拒绝刷写；同时，版本号存储在RPMB（重放保护存储区），防止攻击者篡改版本号实现回退。

2.3 高安全虚拟机隔离方案

智能座舱集成了娱乐交互（如音视频播放、第三方APP）和车辆控制相关功能（如仪表盘显示、驾驶模式切换），两类功能混合运行可能导致"娱乐域漏洞影响控制域"，高安全虚拟机方案通过硬件级隔离，实现不同功能域的安全隔离。

2.3.1 座舱功能混合的安全隐患

传统座舱系统中，娱乐功能与控制功能共享同一硬件资源（如SoC、内存），存在以下安全隐患：

• 漏洞渗透风险：第三方娱乐APP若存在漏洞（如缓冲区溢出），攻击者可利用漏洞获取系统权限，进而访问控制域资源（如修改仪表盘显示数据、发送虚假控制指令）；
• 资源抢占风险：娱乐功能（如高清视频播放）可能占用大量CPU、内存资源，导致控制功能（如仪表盘实时数据更新）出现卡顿，影响驾驶安全；
• 数据泄露风险：娱乐域可访问的用户数据（如音视频文件）可能被控制域进程误访问，或被攻击者通过跨域漏洞窃取。

2.3.2 高安全虚拟机技术实现

高安全虚拟机方案基于"微内核+硬件虚拟化"技术，将座舱划分为多个独立的虚拟机（VM），每个虚拟机对应一个功能域，实现硬件资源与软件功能的隔离：

• 虚拟机架构设计 ：
  • 控制域虚拟机：运行与车辆控制相关的功能（如仪表盘、驾驶模式控制），基于经过安全认证（如CC EAL 6+）的微内核构建，仅开放必要的系统调用，禁止安装第三方软件；
  • 娱乐域虚拟机：运行娱乐交互功能（如音视频播放、第三方APP），基于通用操作系统构建，但仅能访问分配的硬件资源（如部分CPU核心、独立内存分区），无法访问控制域资源；
  • 虚拟机监控器（VMM）：作为硬件与虚拟机之间的中间层，负责虚拟机的创建、资源分配和调度，同时实施严格的隔离策略（如禁止虚拟机间直接内存访问），VMM自身需通过安全加固（如代码精简、安全编译），杜绝自身漏洞。
• 核心隔离机制 ：
  • 硬件资源隔离：通过CPU虚拟化技术（如Intel VT-x、ARM虚拟化扩展），为每个虚拟机分配独立的CPU核心、内存地址空间和外设（如娱乐域虚拟机仅能访问座舱显示屏的部分区域）；
  • 通信隔离：虚拟机间的通信需通过VMM管控的"安全通道"，且仅支持预设的消息格式（如控制域向娱乐域发送"车速数据"，仅包含数值，无控制权限），禁止自由通信；
  • 实时性保障：为控制域虚拟机分配最高优先级的CPU调度权，确保即使娱乐域负载过高，控制域功能也不会出现卡顿，满足车规级实时性要求。

2.4 车内通信信任环方案

车内部件（如ECU、传感器、网关）通过以太网、CAN总线等方式通信，若攻击者替换仿冒部件或窃取通信证书，可能伪造通信数据控制车辆，信任环方案通过"部件身份认证+加密通信"，构建车内可信通信网络。

2.4.1 车内通信的主要风险

车内通信面临的安全风险集中在"部件身份仿冒"和"通信数据篡改"：

• 仿冒部件攻击：攻击者使用非授权部件（如仿冒的雷达模块、网关）替换原厂部件，该部件可向其他部件发送虚假数据（如仿冒雷达发送"前方无障碍物"的虚假信号），导致车辆做出错误决策；
• 拆旧件攻击：攻击者将报废车辆、故障车辆的旧部件（虽为原厂部件，但可能存在硬件缺陷或被篡改）安装到正常车辆，利用旧部件的漏洞发起攻击；
• 证书窃取攻击：若车内部件的通信证书私钥被窃取，攻击者可仿冒该部件的身份，向车内网络发送恶意控制指令（如仿冒网关向动力域ECU发送"急加速"指令）。

2.4.2 信任环技术架构

信任环方案借鉴"零信任"理念，将车内所有部件纳入一个闭合的信任网络，每个部件需通过身份认证才能接入网络，具体实现包括：

• 部件身份证书体系 ：
  • 为每个原厂部件签发唯一的身份证书，证书与部件的硬件唯一标识（如芯片ID）绑定，私钥存储在部件的TEE或HSM中，无法被导出；
  • 建立车内信任链：网关作为信任环的根节点，预置根证书；其他部件的证书由网关证书签发，形成"根证书→网关证书→部件证书"的信任链。
• 接入认证与加密通信 ：
  1. 部件接入车内网络时，首先向网关发送身份证书，网关验证证书合法性（包括签名、硬件标识一致性）；
  2. 认证通过后，网关与部件协商会话密钥（基于ECC等非对称算法），用于后续通信加密；
  3. 部件间通信时，需先通过网关的身份校验，通信数据采用会话密钥加密，并附加MAC值确保完整性；
  4. 对于关键控制指令（如动力域ECU向执行器发送的制动指令），需额外添加发送方的数字签名，接收方验证签名后再执行。
• 防仿冒与防拆旧机制 ：
  • 网关定期校验部件的证书状态（如是否被吊销），若发现仿冒部件（证书无效），立即切断其与车内网络的连接；
  • 部件首次接入时，网关记录其硬件标识与使用时间，若检测到旧部件（如使用时间超过设计寿命），发出告警并限制其功能（如仅允许读取数据，禁止发送控制指令）。

2.5 诊断接口安全防护方案

诊断接口（如OBD接口）是车辆维修检测的核心接口，可实现故障码读取、软件刷写、参数修改等功能，若缺乏安全防护，可能成为攻击者控制车辆的突破口，诊断接口安全方案通过"授权管控+密钥保护"，确保仅合法诊断行为可执行。

2.5.1 诊断接口的安全风险

诊断接口因功能强大且易物理接触，成为攻击者的重点目标，主要风险包括：

• 非法诊断风险：攻击者获取诊断仪后，无需授权即可连接诊断接口，读取车辆敏感数据（如里程数、故障记录）或修改参数（如篡改动力参数导致车辆性能异常）；
• 恶意刷写风险：攻击者通过诊断接口刷写恶意软件（如植入控车后门），即使后续断开诊断仪，后门仍可远程控制车辆；
• 密钥泄露风险：传统诊断方案采用"同型号部件共享同一诊断密钥"，若密钥泄露（如诊断仪被破解），所有使用该型号部件的车辆均面临攻击风险。

2.5.2 诊断接口安全防护措施

诊断接口安全方案需从"接入授权、密钥管理、操作管控"三方面构建防护体系：

• 多层级接入授权 ：
  • 诊断仪授权：仅经过官方认证的诊断仪可接入车辆，诊断仪需内置身份证书，连接时向车辆网关发送证书，网关验证证书合法性（如是否在授权列表内、是否过期）；
  • 操作人员授权：诊断仪使用前需操作人员输入账号密码或进行生物认证（如指纹），验证通过后才能发起诊断请求；同时，操作人员权限分级（如维修人员仅能读取故障码，高级工程师可执行刷写操作）；
  • 操作范围授权：每次诊断需明确操作范围（如"仅读取发动机故障码""仅升级座舱软件"），且授权有时间限制（如1小时内有效），超时后需重新申请授权。
• 一车一密密钥管理 ：
  • 摒弃"同型号部件共享密钥"的方案，为每辆车的每个诊断接口生成唯一的诊断密钥（即"一车一密、一件一密"），密钥由车辆网关的HSM生成并存储，无法被导出；
  • 诊断过程中，密钥不传递到诊断仪，而是通过"挑战-响应"机制验证身份：网关向诊断仪发送随机挑战值，诊断仪使用自身证书签名后返回，网关验证签名通过后，才允许执行诊断操作；
  • 密钥更新机制：车辆每次维修后，网关自动更新诊断密钥，防止密钥被长期滥用。
• 操作日志与审计 ：
  • 诊断接口的所有操作（如连接时间、操作人员、操作内容、执行结果）均记录在加密日志中，日志存储在车辆的安全存储区（如RPMB），无法被篡改；
  • 厂家可通过远程方式读取诊断日志，用于安全事件追溯（如车辆出现异常时，查询是否存在非法诊断操作）；同时，日志定期上传至云端备份，防止本地日志被删除。

参考资料

1. 华为乾崑智能汽车解决方案白皮书
2. 智能网联汽车网络安全技术要求