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物聯網的「無人駕駛」安全之道
 

【作者: 恩智浦半導體】   2017年10月23日 星期一

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在萬物互聯的時代,「無人駕駛」已不再是天方夜譚,而是科技產業的一大趨勢。波士頓諮詢公司(BCG)研究報告顯示,首批全自動駕駛車將於2025年正式上路,預計2035年全球銷售量可達1200萬台。自動駕駛已成為汽車產業最值得期待的技術之一。然而,面對車聯網浪潮來勢洶洶,汽車安全問題成為燃眉之急和致勝關鍵。


物聯網快速發展下的安全隱憂

近年來,自動駕駛技術發展快速,引來許多科技領域的關注。特斯拉(Tesla)自動駕駛汽車上路,奧迪(Audi)、BMW等傳統汽車大廠紛紛進軍自動駕駛市場,Google、百度等科技公司也設立專業部門負責先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems;ADAS)的開發。物聯網時代的智慧互聯汽車蓬勃發展,市場前景十分看好。


然而,隨著自駕車技術的發展和應用,許多安全隱憂開始出現,自動駕駛的安全事故更引起廣大關注。2015年美國加州洛杉磯車輛管理局(Department of Motor Vehicles;DMV Office)發佈的9次具代表性自動駕駛事故中,有8次涉及Google的自駕車。2016年初特斯拉更在中國發生「無人駕駛」致死的嚴重事故。相關資料顯示,2025年全球聯網汽車數量將達到2.2億,這將使聯網汽車的安全面臨極大挑戰,自駕車的安全問題更是備受考驗。


互聯汽車的安全解決方案

2016年9月21日,騰訊科恩實驗室(Keen Security Lab of Tencent)宣佈以「遠端非接觸」的方式成功入侵特斯拉汽車,為全球首例。研究人員在辦公室就能對特斯拉進行遠端控制,這也讓互聯汽車安全再次拉警報。面對汽車在網際網路發展中遇到的諸多困難,恩智浦藉由在智慧安全領域的豐富經驗,提出互聯汽車的安全解決方案,確保互聯汽車與自駕車的安全。



圖1 : 互聯汽車的安全要件為保護隱私、避免未經授權的存取及提升安全性。
圖1 : 互聯汽車的安全要件為保護隱私、避免未經授權的存取及提升安全性。

「4+1框架」汽車網路安全解決方案

恩智浦認為安全是互聯汽車的基礎,聯網汽車必須首重安全,保護隱私、避免未授權侵入和提高安全性則是做到網路安全的關鍵要素。為此,恩智浦提出「4+1框架」安全解決方案,分別從安全介面、安全閘道、安全網路、安全處理和安全門禁等五方面做一系列的把關,實現基於安全的無線連接、安全應用處理以及安全網路,保障萬物聯網時代汽車互聯的安全。



圖2 : 恩智浦「4+1框架」的汽車安全解決方案具有擴充性。
圖2 : 恩智浦「4+1框架」的汽車安全解決方案具有擴充性。

(1)安全介面

身為金融資訊安全領域領導者,恩智浦將金融卡的加密技術引入汽車領域,透過嵌入式安全晶片,確保汽車通訊安全。


(2)安全閘道

恩智浦致力提供領域(domain)分離的物聯網安全閘道,其模組化物聯網閘道參考設計支援大型網路節點(LNN),具有預先整合的測試和射頻(RF)認證,適用於各種無線通訊協定。即使雲端連接失敗,車內節點亦能即時回應進行操作。


(3)安全網路

恩智浦透過與汽車製造商發起的汽車資訊分享與分析中心(Automotive Information Sharing and Analysis Center;Auto-ISAC)組織合作,開發針對汽車產業的最佳網路安全解決方案。並運用大量資訊,有效實現電子控制單元(Electronic Control Unit;ECU)間的通訊安全。


(4)安全處理

恩智浦與以色列車用資安軟體公司Argus Cyber Security共同制定的解決方案包括整合恩智浦MPC5748G微控制器(Micro-Control Unit;MCU)的Argus入侵偵測和阻止系統。該解決方案可即時檢測並阻止高階網路攻擊,進而對資訊進行安全處理,有效降低網路隱憂。 


(+1)安全門禁

恩智浦為智慧汽車打造安全便捷的無鑰匙門禁系統(Passive Keyless Entry;PKE),解決方案包含應答器、加密和質詢/回應系統,以及基地台IC。恩智浦使用最先進的密碼演算法進行相互認證,安裝精密的低頻發射接收器,使系統能迅速辨識駕駛,並在駕駛靠近車門時打開,也可自動上鎖、關燈、啟動警鈴防盜功能。此外,恩智浦還在最新的IC中加入RISC處理器,提高汽車靈活性和功能性。


自駕車的DSRC(專屬短距通訊技術)


圖3 :  DSRC技術的最大優勢為成熟、可靠、低延誤及高安全標準。(source: New Atlas)
圖3 : DSRC技術的最大優勢為成熟、可靠、低延誤及高安全標準。(source: New Atlas)

網路安全是車聯網的核心訴求,恩智浦將其視為使命。4+1框架汽車網路安全解決方案保證了「自動駕駛」結構的安全性。此外,針對智慧聯網汽車的實際行駛安全,恩智浦亦提出解決方案。發生事故前,「碰撞前3秒」是關鍵,一旦抓住黃金3秒就能確保行駛安全,恩智浦從這個點切入,推動DSRC(專屬短距通訊技術)技術發展與成熟。


DSRC就是爭取「碰撞前3秒」的關鍵技術,其最大優勢就是成熟、可靠、低延誤、及高安全標準。作為高效率的無線通訊技術,它實現在特定區域對高速移動的目標進行辨識和雙向通訊,可即時傳輸圖像、語音和資料訊息,將車輛和道路透過網路相連。在交通事故中,若擁有V2X車聯網的DSRC技術,駕駛就能於最少3秒前反應,避免事故發生。如今,DSRC已成為各國自動駕駛發展的共識。2016年12月,美國交通部「法規制定通知(Notice of Proposed Rulemaking;NPRM)」進一步推動立法?制安?DSRC(802.11p),計畫於2023年強制美國所有輕型車輛配備車用DSRC技術。同時,日本、歐洲等國家也開始參與規劃道路安全、V2X和自動駕駛的推廣。


恩智浦積極參與早期V2X的技術測試,推動DSRC的成熟與發展,已具備完善支援DSRC的V2X方案,並在歐美等國進行道路測試。目前,恩智浦已正式成為中國智慧互聯汽車(上海)測試點示範區新成員,全面推動DSRC技術在中國相關技術規範的測試與研發。


對恩智浦來說,安全是互聯汽車的基礎,把握無人駕駛的安全之道,才能在物聯網浪潮中生存。未來恩智浦將與業界夥伴合作,為汽車電子的自駕車、車載聯網市場制定更多專業的安全解決方案,透過實際測試進行安全技術研發,為全球互聯汽車市場提供完整的安全保障。


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