智能(néng)網聯是(shì)我♠£¶♥國(guó)汽車(chē)産業(yè)重大(dà)戰略方向,軟件(ji§λ↔àn)定義汽車(chē)成為(wèi)行(xíβ€ng)業(yè)發展方向的(de)重要(yào)特征。智能(néng₹™σ)網聯汽車(chē)軟件(jiàn)在線₹"升級可(kě)實現(xiàn)全新功能(♣₽néng)導入、産品性能(néng)叠代、用(yòng)戶體(tǐ)驗改善,具備經濟、高(g★≈σāo)效的(de)顯著特征。近(jìn)年(nián)來(lái),在應用(yò∏π>∑ng)規模、範圍等方面均大(dà)幅提升。但(d★★≤€àn)是(shì),汽車(chē)軟件(jiàn)在線升級涉及升$™≥π級前、升級中、升級後過程狀态,對(duì)原有(yǒu)汽車(chē)管理(lǐ✔→σ∞)模式帶來(lái)新的(de)挑戰,需要(yào)綜合分★∞(fēn)析國(guó)內(nèi)外(wài)汽車( εchē)創新管理(lǐ)經驗,針對(duì)智能(néng)網聯汽車(chē>₩✘)軟件(jiàn)在線升級潛在的(de)安全風(fēng)險,從(cóng)管理(lǐ)方面γ♥®提出針對(duì)性對(duì)策建議(yìΩβ)。
1 引言
遠(yuǎn)程在線升級£δ(Over-The-Air,OTA)是(shì)基于♣>©<移動通(tōng)信網絡接口完成對(duì)移動終端産品的(de)軟↓←÷↓件(jiàn)數(shù)據升級管理(lǐ)的(de)技(jì)術(shù),包α♦γ★含軟件(jiàn)遠(yuǎn)程升級(Softwar×♣γe Over The Air, SOTA)和(hé)固件(jiàn)遠(yuǎn)程∑α∏升級(Firmware Over The Air,FOTA),主要(y★♥✘ào)用(yòng)于智能(néng)手機(jī)行(xíng)業Ω×♦(yè)[1]。對(duì)于汽車(chē)行(xíng)₩×'£業(yè)而言,2000年(nián)後,日(rì)本汽車(chē)制(zhì∑©<)造廠(chǎng)商開(kāi)始對(duì)配置T-BOX車(chē)載γ>β控制(zhì)單元的(de)汽車(chē)進行(xíng)> T-BOX系統的(de)OTA遠(yuǎn)程升級。在此以後,部分(f$☆₩ēn)汽車(chē)制(zhì)造廠(ch≠δ ǎng)商開(kāi)始對(duì)具備遠(yuǎn)程通(tōng)信功能(néng)的γ←£(de)車(chē)載信息娛樂(yuè)系統(In-V✔₹ehicle Infotainment,IVI♦←)進行(xíng)OTA遠(yuǎn)程升級,如(rú)導航地(dì)圖'•♠¶、應用(yòng)音(yīn)樂(yuè)等,從π(cóng)OTA遠(yuǎn)程升級的(de)功能(néng)內(∞≠">nèi)容範圍分(fēn)析,此時(shí)汽車(chē)行(xíng)業(yè↕£)主要(yào)針對(duì)車(chē)載信息娛樂(yuè)系統和(hé)簡單的(de)電(©πdiàn)器(qì)部件(jiàn)控制(zhì≠£↔)功能(néng),屬于SOTA 的(de)≥β£範疇。從(cóng)汽車(chē)OTA 遠(yuǎn)程升級更新內(≤∞∏"nèi)容上(shàng)分(fēn)析,特斯拉Model S是(shì)一(yī)款真正搭載FOTA技(jì)術(shù)的(de)汽車(chē),通(tōng)過遠(yuǎn)ε♣φα程升級修複安全漏洞、提升産品性能(néng)、改善用(yòng)戶體(tǐ)驗[2]。自(zì)↑α₹2018年(nián)以來(lái),國(guó)內(nèi)汽車(chē)OTA遠(y>uǎn)程升級在功能(néng)搭載率、升級內(nèi)容等方面均實現(xiàn♠§ &)快(kuài)速提升,OTA 遠(yuǎn)程升級發®∞"§展逐漸擴大(dà)化(huà),并催生(shēng)一(yī)批功能(nén<g)選裝、硬件(jiàn)免費(fèi)+軟件≤$Ωα(jiàn)收費(fèi)等新型商業(yè)模式。由于智能(♣®'néng)化(huà)、網聯化(huà)技(jì)術(shù)的(de)賦能(néng),O♥αTA 遠(yuǎn)程升級技(jì)術(shù)将成為(wèi)未來(lái)汽✘ 車(chē)産品軟件(jiàn)數(shù)據更新的(de)主要(yào)方式,逐漸成為(wèi'∏♥)汽車(chē)智能(néng)化(huà)、網聯化(huà)的(de)标準配λ∑¥置,汽車(chē)産業(yè)将迎來(lái)“越用(y↕ ♦òng)越新”的(de)時(shí)代。
本文(wén)主要(yào)♦≤₽從(cóng)汽車(chē)軟件(jiàn)在線升☆¥級架構、流程、最新管理(lǐ)實踐方面,研究汽車(chē)軟件(jiàn)在線升級的(dφ£e)潛在風(fēng)險和(hé)發展重點。
2 國(guó)內(nèi)外(wài)汽車(chē)軟件©'(jiàn)在線升級管理(lǐ)最新進展
智能(néng)網聯汽車(cβ✘hē)OTA 遠(yuǎn)程升級的(deδ₹εσ)軟件(jiàn)數(shù)據內(nèi)容不(bù)僅包含智能(néββng)座艙、車(chē)聯網,還(hái)擴展到(dào)汽車(chē)行(xíng)車(chē✘★↕≥)系統控制(zhì)層和(hé)自(zì)動駕駛(圖1)[3]。OTA 遠(yuǎ¥ n)程升級将深度變革汽車(chē)産品定義、開(∞₽★kāi)發、驗證、銷售、服務全過程。當前 ←,汽車(chē)OTA遠(yuǎn)程升≈&級範圍,已從(cóng)信息娛樂(yuè)系統逐漸擴展至制(zhì)動∑↔π$能(néng)量回收系統、電(diàn)池管理≈₩™₽(lǐ)系統、智能(néng)座艙、輔助駕駛功能(néng)等領域,不(bù)同功能(néng$₽∞)域的(de)性能(néng)參數(shù)均發生(shēng)變更,☆≠γ≤産品缺陷修複方式更加靈活多(duō)樣[4-5]。從(cóng≠δδ)一(yī)定程度來(lái)看(kàn),屬于汽車(chα××δē)“再造”屬性,升級後的(de)汽車(chē)産品如(rú)®Ω★↕何滿足生(shēng)産一(yī)緻性管理(lǐ)要↑™₽(yào)求,如(rú)何進行(xíng)汽車(chē)安全影(yǐng)響評估,如(rú)何界定∑δσ"消除汽車(chē)産品缺陷和(hé)性能(néng)改進的(de)邊界∑≤ε等,均對(duì)傳統汽車(chē)靜(jìng)态固化(huà€€)的(de)管理(lǐ)模式帶來(lái)新的(de)挑戰。
圖1 智能(néng)網聯汽車(chē)應用(yòng)軟件λα↕(jiàn)[3]
國(g¥uó)外(wài)以聯合國(guó)和(hé)日(rì)本為(wèi)代表,已出>↕<台具體(tǐ)法規要(yào)求對(duì)汽♥¥≠車(chē)OTA進行(xíng)管理(lǐ)。目≈↔前,聯合國(guó)世界車(chē)輛(liàng✔ ←≥)法規協調論壇發布3項涉及智能(néng)網聯汽車(chē)信息安全的(de)重要(yào)法規∑™✔UN Regulation No.155₽γ<σ、UN Regulation No.156、UN Regulatio≤£✘n No.157,其 中UN Regulation No.155 和≈↔< (hé)UN Regulation No.156 法規要(yào)求銷售到(dào)58 協約國(£¥♣™guó)的(de)汽車(chē)制(zhì)造企業(yè)必須獲得(d©♠≠σe)政府監管部門(mén)的(de)汽車(chē)信息安全管>★理(lǐ)認證和(hé)汽車(chē)軟件(jiàn)升級管理(lǐ)體(tǐ)系認證, ♥汽車(chē)軟件(jiàn)升級管理(lǐ)體(tǐ↓α)系認證要(yào)求汽車(chē)制(zhì)造企業(yè)從(cóng)±♦軟件(jiàn)更新過程,軟件(jiàn)更新的(de)安全性要(yào)求、已安裝≈γ∞γ軟件(jiàn)的(de)标識等方面建立軟件(jiàn)升級管理(lǐ)體(tǐ)系"γ★,政府監管部門(mén)會(huì)保持認證結果不(bù)定期複審。
日(rì)本對(duì)于汽車(chē)OTA遠(y&∏¶ uǎn)程升級管理(lǐ)處于領先位置,為(wèi)促進自(zì)動駕駛産業(yè)的(d'÷₽e)快(kuài)速落地(dì),先後出台↓•↔γ或修訂了(le)《道(dào)路(lù)車(chē)輛(liàng)運輸法》《車(chē)輛(l €® iàng)特定改造許可(kě)制(zhì)度》《道(dào)路(lù)運↑→輸車(chē)輛(liàng)保安基準》《審查事(shì)♣務規程》等文(wén)件(jiàn),從(cóng)上(shàng)位₽法、管理(lǐ)制(zhì)度、法規要(yào)求等維度,對(duì)汽車(chē)<φ©×OTA 在線升級申請(qǐng)、審查、驗證、許可(kě)等關鍵環節構建了(le)較為(w≤±εèi)完善的(de)管理(lǐ)體(tǐ)系[6-8]。日(rì)本将汽車(chē)OTA ®π©遠(yuǎn)程升級作(zuò)為(wèi)汽車(chē)制(zhì)造企業(yè)對(duì↑πα÷)已銷售車(chē)型改裝應用(yòng)的(de)一∏≥±(yī)種技(jì)術(shù)方式,針對(duì)具備OTA 遠(yuǎn)程升級改裝★♦α的(de)汽車(chē)制(zhì)造企業(yè),其♥β™需要(yào)建立軟件(jiàn)升級和(hé)網絡安全等制(zhì)度管理(lǐ)≠ ♠<體(tǐ)系,并且國(guó)家(jiā)監管部門(mén)不(bù)定期審查已建立的(deβε>÷)軟件(jiàn)升級和(hé)網絡安全等制(zhì)度管理(lǐ)體(tǐ)系的(de)執₹→←行(xíng)狀态,此外(wài)汽車(cδ$hē)制(zhì)造企業(yè)在OTA 升級前需向日(rì)本國(₽©δ→guó)土(tǔ)交通(tōng)部提交汽車(chē)軟件(jià↑™n)升級申請(qǐng)材料,經國(guó)土(♥•tǔ)交通(tōng)部批準後方可(kě)執行(xíng)汽車(chē)OTA遠(yuǎn)程→δ升級。
此外(wài),國(✔ε₩guó)際相(xiàng)關标準組織為(wèi)減少(shǎ→©o)汽車(chē)OTA遠(yuǎn)程升級質量問(wèn)題,先後發布了(lδ♥πe)SAE J3061(2016)、Uptane IE'© ₽EE-ISTO 6100.1.0.0(2018)、ISO/SAE ©↑★₩21434(2021)等行(xíng)業(yè)标準,從(cóng)信息安全工(gōng)程×≠♥體(tǐ)系建設、安全測試技(jì)術(shù)和(hé)£↓↑™汽車(chē)安全防護框架等方面提供标準®$σ♥化(huà)OTA 遠(yuǎn)程升級産品解決方案。另外(wài),國(guó)際标準化(huà₹®¶♠)組織為(wèi)支撐UN Regulat≤∑ion No.156- SoftwareΩε™≠ update and software update management system 法規Ω¶←↔在企業(yè)體(tǐ)系的(de)實施,←¶←γISO 24089《道(dào)路(lù)'©←車(chē)輛(liàng)軟件(jiàn)升級工(gōng)程》已正式立項,旨在提出車✔≤(chē)載軟件(jiàn)更新所涉及的(de)功能(n≈₩₽÷éng)安全和(hé)信息安全方面的(de)要(yào)求,明(míng)确軟件(₽λΩ♦jiàn)升級管理(lǐ)系統、車(chē)輛(liàng)、電(dià£÷↔£n)子(zǐ)電(diàn)氣架構和(hé)軟件(jiàn₽≈♦€)包的(de)設計(jì)開(kāi)發流程,支撐相(xi•≈àng)關法規的(de)實施。綜合來(lái)看(kàn),國(guó)際上(shàng)已出台<↔的(de)法規和(hé)标準從(cóng)OTA遠(yuǎn)程升級前對(duì)車(chē)況♦£ε的(de)正确感知(zhī),到(dào)OTA 遠$ (yuǎn)程升級結果完整性、功能(néng)性驗δγ≤證、升級內(nèi)容防篡改機(jī)制(zhì),再到(dào)升級↑♠÷λ失敗後車(chē)輛(liàng)自(zì)動還εδ(hái)原到(dào)可(kě)用(yòng)₩狀态、更新內(nèi)容和(hé)過程可(kě)追溯,'δ γ以及完備的(de)安全監控和(hé)審計(jì)機(jī)制(zhì)、告£©知(zhī)車(chē)主更新內(nèi)容及保護措施等方面,對(duì)汽車(chē)OT®₩A遠(yuǎn)程升級安全均強化(huà)了(le)→∏管理(lǐ)要(yào)求。
我國(guó)行(xíngλ₩)業(yè)主管部門(mén)高(gāo)度重視(shì)汽車(chē)©Ω✘ OTA 遠(yuǎn)程升級管理(lǐ)。總體(tǐπ★©₩)來(lái)看(kàn),我國(guó)以備∑♦♠案方式開(kāi)展汽車(chē)OTA 管理(lǐ),對(∞>duì)汽車(chē)OTA 升級進行(xíng)規範管理ε✘×™(lǐ)。具體(tǐ)來(lái)看(kàn),從(cóng)新車(chē★↑×)準入和(hé)在用(yòng)車(chē)管理(lǐ)角度先後出台了 $↑(le)《市(shì)場(chǎng)監管總局辦公廳關于進一(yī)步加強汽車(c™✘hē)遠(yuǎn)程升級(OTA)技(jì)術( $πshù)召回監管的(de)通(tōng)知(zhī)<∏》《關于開(kāi)展汽車(chē)軟件(jiàn)在線升級備案的(de÷δ)通(tōng)知(zhī)》等管理(lǐ)政策。其中,《市 €(shì)場(chǎng)監管總局辦公廳關于進一(yī)步加強汽車(chē)遠(yuǎn)程升級(™→ OTA)技(jì)術(shù)召回監管的(de)通(tōng)知(zhī)》提出對(duì)↑✘OTA 遠(yuǎn)程升級追溯、對(duì)OTA 遠(yuǎn £ )程升級技(jì)術(shù)服務活動和(h↔Ωé)OTA 遠(yuǎn)程升級召回備案進行(xíng)管理(lǐ)。《關于開(kāi)展汽車(÷' chē)軟件(jiàn)在線升級備案的(de)✘£€通(tōng)知(zhī)》對(duì)企業(yè)遠(yuǎn)程升級過程進行(xíng)管理($♠™$lǐ),主要(yào)體(tǐ)現(xiàn)在OTA 遠(yuǎn)程升級過程管理&♥÷(lǐ)、安全應急響應、升級版本、信息記錄等。此外(wài),工(gōng)信部發布的(de)☆δ∏《關于加強智能(néng)網聯汽車(chē)生(shēng)産企業(yè)及産品準入管$ 理(lǐ)的(de)意見(jiàn)》也(yě)提到(≈$dào)準入測試應開(kāi)展OTA 遠(yuǎn)程升級安全測試和(hé)升級✘•♦"過程測試。《關于開(kāi)展汽車(chē)數(shù)據♠↓™安全、網絡安全等自(zì)查工(gōng)作(z™>≠uò)的(de)通(tōng)知(zhī)》提出要(y₩✘ào)對(duì)OTA 遠(yuǎn)程升級安全和(hé)網絡安全π§≈狀态進行(xíng)評估檢驗。市(shì)場(chǎng)監管總局等部↓"™γ委聯合發布的(de)《關于試行(xíng)汽車(chē)安全沙盒監管制(zhì↑₽×Ω)度的(de)通(tōng)告》,提出對(duì)使用(yòng)遠(yuǎn) ↓程升級等新功能(néng)模式的(de)車(chē)輛(liàng)開(kāi)展深度測試,更&π→®早發現(xiàn)質量安全問(wèn)題,保障安全底線。
&nbs♥>↕←p;從(cóng)标準法規來(lái)看(kàn),我國(guó)在2022年(nián'γ)6月(yuè)已發布了(le)強制(zhì)性國(guó)家(jiā)标準《汽↔≠車(chē)軟件(jiàn)升級通(tōng)用(yòng)技(jì)術(shù)要(y÷€Ωαào)求》(征求意見(jiàn)稿),該标準規定了(le)汽車(chē)軟件∑ (jiàn)升級的(de)管理(lǐ)體(tǐ)系要(∏λ¥yào)求、車(chē)輛(liàng)要(yào)求、試驗方法、車(chē)輛(liàng¶÷ )型式的(de)變更和(hé)擴展、說(shuō♥ π)明(míng)書(shū)要(yào)求等,從(cóng)技♦≥(jì)術(shù)法規角度進一(yī)步完善汽車(chē)OTA遠(yuǎn)程升級管理(l׶©¥ǐ)要(yào)求。
圖2 汽車(chē)OTA系統架構[11]
通(tōng)過功能(néng)測試的 ♠(de)汽車(chē)軟件(jiàn)遠(yuǎn)程升級數≈(shù)據包,在OTA遠(yuǎn)程升級雲服務器(qì)完成刷寫驗證流程,經ε₩遠(yuǎn)程升級雲服務器(qì)工(gōng)÷★♣程設計(jì)人(rén)員(yuán)在遠(yuǎn)程升級雲服務器(qì)部署車(c₽☆hē)端控制(zhì)器(qì)的(de)軟件(jiàn)數(shù)據包,建立遠€☆α(yuǎn)程升級任務,利用(yòng)車(chē)載遠(₩→≤€yuǎn)程升級主控單元執行(xíng)端與遠(yuǎn)程升級服務器(qì)的(de)無線通(t☆÷♥ōng)信鏈路(lù),匹配和(hé)下(xià)載遠(yuǎn)程升φ✘γ級軟件(jiàn)數(shù)據文(wén)件(jiàn),實現(xiàn)待升級車(c☆₽hē)載控制(zhì)單元的(de)遠(yuǎn)程軟件(jiàn)數(shù)據下(xià)載、↑ ¶δ軟件(jiàn)數(shù)據安裝過程[12-14],♥¶ε★OTA遠(yuǎn)程升級主要(yào)α∑©流程見(jiàn)圖3。
圖3 汽車(chē)OTA升級流程
從(cóng∏∞&)汽車(chē)OTA遠(yuǎn)程升級的(de)系統框架分(fēn)析,在遠(yuǎn)程升≤級的(de)每個(gè)流程中均存在安全風(fēn€₩≈βg)險,常見(jiàn)的(de)安全風(fēng)險包含遠(yuǎn)程¶÷在線升級雲服務器(qì)風(fēng)險、軟件(jiàn)數(shù)據傳輸風(fē →ng)險、遠(yuǎn)程在線升級服務器(qì)與車(chē)載遠(yuǎn)程在線升'≤✔§級控制(zhì)單元之間(jiān)的(de)通(tōngγ∏≠)訊協議(yì)風(fēng)險、車(c¶↑hē)內(nèi)通(tōng)信網絡風(fēng)險、軟件(jiàn)在線升級數♠λ(shù)據包被篡改風(fēng)險[15-16]。≈≤☆據統計(jì),利用(yòng)OTA 遠(y♠→✔uǎn)程升級端口的(de)攻擊方式已成為(wèi)汽車(c♥λhē)産品當前面臨的(de)最高(gāo)風(fēng)險★₽¶ ,如(rú)果出現(xiàn)安全事(shì)件(jiàn),其影(yǐγ☆ng)響範圍包含汽車(chē)運行(xíng)狀态、車(chē)主隐±±Ω私數(shù)據洩露、車(chē)主财務損失,更為(wèi)嚴重的(de)安全事(§♠shì)件(jiàn)會(huì)涉及到(dào)車(chē)主的(de)人(rén)身( ∏&shēn)傷亡[17]。如(rú)何在軟件(jiàn)快(kuài)速叠代進程中确保軟件(jiàφαn)質量和(hé)升級成功率、如(rú)何準确®σ₽£評估識别複雜(zá)電(diàn)子(zǐ)電(diàn)器σ>λ(qì)系統升級必要(yào)性和(hé)>α升級軟件(jiàn)準确性、如(rú)何确保軟件(jiàn)在線升級合規∏↔等關鍵問(wèn)題,均對(duì)程序可✘∏(kě)靠性、數(shù)據完整性、系統安全性和(h§ é)傳輸連通(tōng)性方面提出了(le★÷)更高(gāo)要(yào)求。
從(c'>π↓óng)用(yòng)戶使用(yòng)來(lái)看(kàn),OTA遠(yuǎn)程升級可©₽(kě)涉及産品技(jì)術(shù)參數(shù)和(hé)控制(zhì)策略調整,安全風(£✔fēng)險有(yǒu)待評估,一(yī)定程度上(shàng)影(yǐng≥&♣)響用(yòng)車(chē)安全;部分(fēn)OTA遠(yλ↑ uǎn)程升級并未明(míng)确告知(zhī∑™)車(chē)主遠(yuǎn)程在線升級的(de∏↓β₩)理(lǐ)由,以及遠(yuǎn)程在線升級的(de)內(nèi)容和(hé)升級後對(duì)δ₹↔汽車(chē)的(de)影(yǐng)響,侵犯用(yòng)戶合法權益;OT↓♥¥ΩA 遠(yuǎn)程升級過程中還(hái)可(kě)獲取智能(γ≥néng)網聯汽車(chē)位置信息和(hé)汽車(chē)使用(yòng)數(shù)據等個(ε∞gè)人(rén)隐私數(shù)據,面臨著(zhe♠★©↓)數(shù)據安全風(fēng)險及車(chē)主隐私數(shù)據保護問(wèn)題。
從(cóng)汽車(chē)産品來&↓(lái)看(kàn),頻(pín)繁的(de)OTA遠(yuǎn)程升級導緻先期 ∞投發車(chē)型配置與不(bù)斷自(zì)動升級的(de)軟件(jiàn)系統不(bù)∏α相(xiàng)匹配,車(chē)載控制(zhì)單元的(de)硬件(jiàn)能(♦δ"néng)力不(bù)足,軟件(jiàn)系統運行₹δ✘♣(xíng)速度慢(màn),将影(yǐng)響産品正常運行(xín¶ ®βg),不(bù)利于可(kě)持續發展。
從↓§(cóng)産業(yè)生(shēng)态來(lái)看(kà↕§ €n),智能(néng)網聯汽車(chē)OTA遠(&¥₹yuǎn)程升級産品的(de)使用(yò ∏•Ωng)條件(jiàn)和(hé)環境十分(fēn)複雜(zá),OTA遠(yuǎn)程升級升∑'£>級生(shēng)态系統涉及實體(tǐ)包括智能♦<±§(néng)網聯汽車(chē)、OTA遠(yuǎn)程升級雲服務↕©器(qì)、手機(jī)、汽車(chē)制(zhì)造商、備件(jiàn)OEM"☆、軟件(jiàn)經銷商、車(chē)主、汽車(chē)服務中心、保險公司、執法人(rén)員(y•©✘uán)等,明(míng)确各方權責利弊是(shì)一(yī)項系統工(gō✔×ng)程,需要(yào)各方持續探索行(xíng)業(yè)解決方案。
圖4 智能(néng)網聯汽車(chē)OTA安全監管标準體(tǐ)系框架
轉自(zì)智能(néng)汽車(chē)設計(jì)