5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全研究初探

王晨 姚文葉

【摘要】? ? 21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了大發(fā)展大繁榮，這也就帶動(dòng)著我國(guó)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)都實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足的發(fā)展。近些年，我國(guó)通信技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，同時(shí)通信技術(shù)也被應(yīng)用到了生產(chǎn)領(lǐng)域。將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用于汽車制造是一次偉大的嘗試嘗試，且該項(xiàng)目已在我國(guó)取得了初步的成效?，F(xiàn)階段5G技術(shù)已經(jīng)成為了時(shí)代發(fā)展的潮流，進(jìn)而將5G技術(shù)應(yīng)用到汽車制造過(guò)程中也成為了大勢(shì)所趨。智能車輛在使用過(guò)程中一個(gè)主要的問(wèn)題就是其安全問(wèn)題，故而為了促進(jìn)智能車輛的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展就應(yīng)當(dāng)對(duì)其安全問(wèn)題更加重視。由此可見，對(duì)5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全這一課題進(jìn)行深入研究是尤為必要的。本篇文章將從5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全的概述、5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全場(chǎng)景和框架、5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段存在的難題與5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全的關(guān)鍵技術(shù)四方面展開敘述，力求揭示5G智能車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)5G智能車聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步向前發(fā)展的目的。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G網(wǎng)絡(luò)? ? 智能車聯(lián)網(wǎng)? ? 安全問(wèn)題

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也帶動(dòng)了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。汽車制造與人們的生活關(guān)系極為密切，其對(duì)于推動(dòng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)，而5G技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用[1]?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法對(duì)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的實(shí)際需求進(jìn)行滿足，故爾應(yīng)當(dāng)在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中更多應(yīng)用5G技術(shù)，進(jìn)而使車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠進(jìn)一步向前發(fā)展。但隨著車輛被遠(yuǎn)程控制程度不斷加深，且智能化融入汽車領(lǐng)域后，汽車的安全問(wèn)題也成為了其發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)主要問(wèn)題。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，最近幾年智能車聯(lián)網(wǎng)遭到惡意攻擊事件的數(shù)量整體上呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)智能車聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題的探究。最終將智能車聯(lián)網(wǎng)不良事件發(fā)生的概率降到最低，促進(jìn)智能車聯(lián)網(wǎng)的不斷向好發(fā)展。

一、5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全的概述

5G智能車聯(lián)網(wǎng)指的是在人工智能與5G技術(shù)的基礎(chǔ)上，將云平臺(tái)、車、人與路進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的連接。智能車聯(lián)網(wǎng)原理是用傳感技術(shù)對(duì)車輛狀態(tài)信息進(jìn)行感知，同時(shí)借助現(xiàn)代智能信息處理技術(shù)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的幫助對(duì)交通信息服務(wù)進(jìn)行決策，對(duì)車輛進(jìn)行智能化控制的管理[2]?，F(xiàn)階段在智能車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，仍舊能夠發(fā)現(xiàn)許多安全問(wèn)題，例如車輛在沒(méi)有安全保護(hù)的情況下運(yùn)行的時(shí)候，基礎(chǔ)設(shè)施和車輛就會(huì)存在嚴(yán)重的問(wèn)題，如若在此時(shí)遇到惡意的攻擊者對(duì)容易受攻擊的連接點(diǎn)進(jìn)行攻擊操作，這就會(huì)對(duì)車輛造成毀滅性的打擊。

二、5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全場(chǎng)景和框架

2.1智能安全場(chǎng)景

如圖1智能車聯(lián)網(wǎng)安全場(chǎng)景是以衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的分布式無(wú)線自組網(wǎng)構(gòu)架和5G技術(shù)為基礎(chǔ)的。智能安全場(chǎng)所所體現(xiàn)的核心思想是在一定的范圍里，車輛和道路設(shè)施、車輛與車輛、人和人之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互通信。自組的車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架通常是由五部分組成的，即路旁單元、人、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)以及車載單元。車載單元通常是以車輛為載體。同時(shí)其作為嵌入式的處理單元也具有一定的信息處理能力，處理信息的能力包括車輛定位、剎車狀態(tài)、車輛運(yùn)行速度、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)等。路旁單元所發(fā)揮的作用是在接收區(qū)域內(nèi)可以為車載單元提供無(wú)線接入，路旁單元通常承載的區(qū)域是在紅綠紅綠燈桿以及公交車站牌等道路設(shè)備上。信息云平臺(tái)主要發(fā)揮的作用是實(shí)現(xiàn)道路設(shè)備、人和車輛之間的通信，進(jìn)而對(duì)車輛的信息能夠進(jìn)行深度的處理，信息云平臺(tái)的用途是緊急救援、安全警報(bào)、道路導(dǎo)航等。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)的作用是為人、車輛、道路設(shè)備進(jìn)行信息云平臺(tái)的接入提供服務(wù)。

2.2智能安全框架

智能安全框架主要包括三個(gè)層面的內(nèi)容，即智能安全網(wǎng)絡(luò)層、智能安全感知層、智能安全應(yīng)用層[3]。

智能安全網(wǎng)絡(luò)層包括了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)、專用網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，其主要目的是能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星、5G等模式的網(wǎng)絡(luò)通信。能夠?qū)χ悄馨踩W(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行支持的技術(shù)主要有D2D通信、毫米波等。同時(shí)智能安全網(wǎng)絡(luò)層還兼容了國(guó)密通信密碼的通信協(xié)議，通過(guò)這樣的方式能夠?qū)π畔⒌陌踩敵鲞M(jìn)行最大程度的保證。智能安全感知層包含的設(shè)備也是多樣的，主要有定位感知設(shè)備、交通引導(dǎo)收發(fā)設(shè)備、道路感知設(shè)備等，智能安全感知層的主要作用是將感知功能應(yīng)用到道路設(shè)備中。

車路通信安全、車輛信息防篡改、車輛信息安全加密等都被包含在了智能安全應(yīng)用層之中。運(yùn)用智能安全應(yīng)用層可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人、交通、車輛、道路設(shè)備等信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)分析，進(jìn)而融合大數(shù)據(jù)的計(jì)算進(jìn)行決策。在綜合決策過(guò)程中，發(fā)揮主要作用的是智能引擎，智能引擎是一種能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)層信息獲取的技術(shù)。而后智能引擎就會(huì)將這些信息作為參考，為用戶最終提供出合理的安全解決方案。

三、5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段存在的難題

為更好地推進(jìn)5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，就應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)階段該技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行全面的探究。經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐研究，現(xiàn)將5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)存在的問(wèn)題總結(jié)為如下幾個(gè)方面：

3.1時(shí)延受限

二十一世紀(jì)以來(lái)，人們已經(jīng)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息的日益發(fā)展，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信的需求也變得越來(lái)越多。不同類型的通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)通對(duì)通信速度也有著不一樣的要求，即便通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同類型的通信有著并不相同的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，但在網(wǎng)絡(luò)融合和處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中也會(huì)面臨許多問(wèn)題。這種情況的出現(xiàn)，就會(huì)延緩車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。同時(shí)在車輛距離受到限制和快速移動(dòng)的過(guò)程中可視距離環(huán)境也會(huì)變得尤為復(fù)雜，進(jìn)而通信質(zhì)量就會(huì)受到一定程度上的干擾，通信時(shí)延也會(huì)大大受限。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)情況，車聯(lián)網(wǎng)就對(duì)通信技術(shù)的穩(wěn)定性提出了更高層面的要求。

3.2體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜

現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，故而用戶們也希望能夠得到全方位、多層面的體驗(yàn)，這也就導(dǎo)致了車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)相較以往變得更加復(fù)雜。為了更好地將車聯(lián)網(wǎng)體系進(jìn)行應(yīng)用，就需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，將更為科學(xué)化的通信模型建立起來(lái)。在這時(shí)，就需要運(yùn)用RSU對(duì)整個(gè)移動(dòng)框架進(jìn)行支持。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐研究后發(fā)現(xiàn)，隨著車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜化，其能量消耗和設(shè)計(jì)成本也得到了一定增加，最終增加了整體成本。

3.3信息安全指數(shù)低

在實(shí)際生活過(guò)程中，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人和人之間的溝通主要借助互聯(lián)網(wǎng)。而車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用戶的信息會(huì)被在網(wǎng)絡(luò)框架之中進(jìn)行連接，如若用戶的防范意識(shí)較低。就極有可能發(fā)生個(gè)人信息泄露在網(wǎng)絡(luò)上的情況。而后在頻繁的通信之中，用戶的個(gè)人信息就會(huì)受到極大的安全威脅。由此可見，信息安全指數(shù)低是5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段面臨的一個(gè)主要問(wèn)題。如若用戶的個(gè)人隱私無(wú)法得到保障，則5G車聯(lián)網(wǎng)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足的發(fā)展。故而應(yīng)當(dāng)在5G車聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)用戶信息安全的重視程度。

四、5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全的關(guān)鍵技術(shù)

5G智能車聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下一項(xiàng)極為重要的創(chuàng)新。5G智能車聯(lián)網(wǎng)是對(duì)以往的技術(shù)進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新而形成的最新技術(shù)。所以應(yīng)當(dāng)對(duì)5G智能車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的探究。經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐研究，現(xiàn)將5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

1、安全通信。在5G智能車聯(lián)網(wǎng)測(cè)試過(guò)程中，仍舊能夠發(fā)現(xiàn)一些比較嚴(yán)重的安全問(wèn)題。比如一些惡意車輛將虛假信息發(fā)送，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行欺騙，最終使車主的隱私信息以及車輛本身信息都被泄露。與此同時(shí)，一些惡意車輛還會(huì)對(duì)多個(gè)不同身份進(jìn)行偽造或者偷竊，這種情況的出現(xiàn)就會(huì)對(duì)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極為嚴(yán)重的威脅。但將5G運(yùn)用到智能車聯(lián)網(wǎng)安全中就可以對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行有效的規(guī)避。在5G智能車使用過(guò)程中，不同的接入點(diǎn)與終端用戶之間是需要進(jìn)行頻繁的認(rèn)證的，進(jìn)而能夠達(dá)到防止中間人攻擊的目的，還能避免假冒終端的情況的出現(xiàn)。

2、隱私保護(hù)。在對(duì)安全通信進(jìn)行保障后，就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)車輛和人員隱私安全性的保障。車輛人員以及車輛本身的信息在車輛無(wú)線信號(hào)處于開放空間傳輸過(guò)程中極為容易被人截取，而后暴露。由此可見，加強(qiáng)對(duì)車輛以及人員隱私安全的保證已經(jīng)成為了5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。關(guān)于問(wèn)題的研究現(xiàn)階段已經(jīng)取得了初步的成效，并已經(jīng)采取了一定的措施。目前被主要應(yīng)用的方式有適用于5G的新型安全通信與隱私保護(hù)協(xié)議、動(dòng)態(tài)匿名方案等。

3、射頻識(shí)別。在以往的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，主要被應(yīng)用的系統(tǒng)有條形碼或者是磁條。但現(xiàn)階段射頻技術(shù)已經(jīng)基本將這些系統(tǒng)進(jìn)行了取代。射頻識(shí)別主要由三個(gè)實(shí)體組成，即標(biāo)簽、閱讀器和后端數(shù)據(jù)庫(kù)。射頻識(shí)別標(biāo)簽的主要原理是標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)ξ锲逢P(guān)鍵信息進(jìn)行記錄，閱讀器實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵信息的讀取 ，后端數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所有信息進(jìn)行管理。標(biāo)簽的基本特征是小尺寸超輕量級(jí)特性與低成本，閱讀器的優(yōu)勢(shì)是低能耗加密。運(yùn)用射頻的方式，標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)和閱讀器的相互通信，閱讀器能夠?qū)?biāo)簽的內(nèi)容進(jìn)行讀取。該技術(shù)不僅可以被應(yīng)用于5G智能車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，同時(shí)也可以被應(yīng)用于許多其他領(lǐng)域。這些領(lǐng)域包括信用卡、倉(cāng)儲(chǔ)物流、電子護(hù)照等。應(yīng)當(dāng)注意的是射頻標(biāo)簽還應(yīng)當(dāng)具有耐熱、抗干擾、防水的特征。

4、硬件安全。5G智能車聯(lián)網(wǎng)硬件安全需要對(duì)全球化供應(yīng)鏈在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行保護(hù)。其主要包含，1）運(yùn)用惡意軟件，比如注入故障等。2）專業(yè)威脅，例如修改數(shù)據(jù)、未經(jīng)授權(quán)進(jìn)行訪問(wèn)、對(duì)硬件進(jìn)行修改等行為。3）硬件木馬和邊通道攻擊。需要謹(jǐn)慎的對(duì)受到攻擊的物理設(shè)備進(jìn)行檢查，因?yàn)槿绻l(fā)現(xiàn)這種情況，處在運(yùn)行過(guò)程中的物理設(shè)備都會(huì)受到不同程度的影響。

5、安全認(rèn)證?，F(xiàn)階段我國(guó)新興技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，安全認(rèn)證方式也得到了極大的豐富。目前主要的安全認(rèn)證方式包括二次驗(yàn)證，去中心化可離線認(rèn)證、基于數(shù)字證書技術(shù)的軟件或硬件加密、雙向認(rèn)證等等。安全認(rèn)證對(duì)于5G車聯(lián)網(wǎng)安全至關(guān)重要。所以在日后的實(shí)踐過(guò)程中，也應(yīng)當(dāng)對(duì)安全認(rèn)證進(jìn)一步進(jìn)行探究，不斷豐富安全認(rèn)證方法，對(duì)5G車聯(lián)網(wǎng)安全進(jìn)行最大程度的保證，并不斷促進(jìn)5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的5G通信也在如火如荼的進(jìn)行著。5G技術(shù)也會(huì)隨著時(shí)間的推移普及率越來(lái)越高。將5G技術(shù)應(yīng)用到車聯(lián)網(wǎng)是一次極為正確的嘗試，該技術(shù)也會(huì)隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而日漸成熟?，F(xiàn)階段我國(guó)5G車聯(lián)網(wǎng)也得到了一定的發(fā)展，且已經(jīng)取得了較為顯著的成效，但這其中也存在著一些亟待解決的問(wèn)題，例如安全問(wèn)題。安全無(wú)論是對(duì)車輛還是用戶來(lái)講都極為重要，所以，在日后的工作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)更加注重5G車聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)階段5G車聯(lián)網(wǎng)潛在的安全問(wèn)題進(jìn)行集中探究，并尋求解決的方案，最終實(shí)現(xiàn)促進(jìn)5G車聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的目的。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]王智明，徐雷，陶冶.5G智能車聯(lián)網(wǎng)安全研究初探[J].信息通信技術(shù)，2019，27（6）：48-52.

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[3]王輝.5G+自動(dòng)駕駛智能車“駛向”發(fā)展高速路[J].交通企業(yè)管理，2019，34（6）：4-6.