智能汽车网络安全攻防战:加特兰构筑毫米波雷达防护壁垒

2025-06-10 10:44:10 来源: 李晨光
近年来,随着汽车"新四化"浪潮席卷,智能网联汽车正从单一交通工具演变为集感知、通信、决策于一体的复杂智能系统。然而,当车辆搭载的传感器数量从个位数跃升至数十个,通信协议从CAN总线拓展至千兆以太网,网络安全威胁也呈现爆发式增长。

从远程控制入侵到供应链漏洞,从数据泄露到V2X通信攻击,智能汽车面临的风险已渗透至每个环节。例如,丰田、大众等车企曾因车载系统漏洞导致用户数据大规模泄露,特斯拉FSD系统在复杂光照场景下的误判引发碰撞事故,更暴露了感知层安全的脆弱性。

据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)数据显示,2025年针对车载传感器的攻击极速增加,其中毫米波雷达因全天候工作能力成为黑客重点目标——攻击者可通过伪造雷达点云数据,在160毫秒内突破安全冗余机制,导致车辆定位偏差超过2米,引发高速失控风险。

“汽车网络安全已从单一的信息安全问题,演变为关乎功能安全、人身安全的系统性挑战。”加特兰指出,“尤其是毫米波雷达作为自动驾驶的‘眼睛’,其通信安全直接决定感知数据的真实性,一旦被攻击篡改,将导致决策算法全盘失效。”

在EAC2025易贸汽车产业展期间,半导体行业观察采访了加特兰,受访人针对汽车网络安全问题以及加特兰对此的技术方案等相关问题进行了充分探讨与交流。

加特兰破局之道:从硬件根技术到全栈防护体系


面对行业共性难题,加特兰以毫米波雷达通信安全为核心切入点,构建了覆盖“芯片-通信-系统-应用”的四层防御架构,实现从源头到终端的全链条防护。

硬件级安全根基:EVITA-FULL标准的深度落地。据介绍,加特兰基于EVITA-FULL规范开发的硬件安全模块(HSM),通过独立安全子系统设计,将密码学运算从主CPU剥离,形成物理隔离的安全岛。该模块集成AES 256、RSA 4096、ECC 521等算法硬件加速引擎,支持国密SM2/SM3/SM4及Brainpool曲线,可高速完成密钥生成与加密运算的同事,确保系统敏感资源的安全性。 

“我们将密钥全生命周期管理、可信启动引擎、抗侧信道攻击(SCA)等功能集成于芯片级架构,从硬件根技术层面杜绝固件篡改、后门植入等风险。”加特兰解释道,“例如,通过非易失性内存(NVM)加密存储密钥,即使芯片遭物理攻击,数据也无法被逆向解析。”

通信协议的分层防护策略。针对不同网络架构,加特兰建议了差异化防护方案:

·  传统CAN网络:采用SecOC协议实现数据完整性校验(CMAC算法),同时在应用层对协议数据单元(PDU)进行AES加密,确保指令传输不可逆向和篡改;
·  汽车以太网:链路层引入MACsec加密(支持100BASE-T1/1000BASE-T1),上层延续SecOC格式,实现端到端安全传输。在卫星雷达架构中,其加密引擎可支撑高速实时数据吞吐,满足原始点云数据流的高速加密需求。

这种“底层协议硬化+上层灵活适配”的设计,既兼容传统车载网络,又能应对千兆以太网时代的高带宽挑战,大幅降低延迟。

跨层协同的防御闭环。在系统层,通过安全诊断(Secure Diagnostic)、空中固件升级(FOTA)签名验证、X.509证书管理等机制,可以构建可信链闭环。同时开发者可以在应用层采用代码混淆、反调试技术,防止恶意代码注入。“我们的方案不是单一技术的堆砌,而是通过硬件加速、协议优化、系统调度的深度协同,实现安全与性能的平衡。”加特兰强调。

差异化竞争力:从“单一防护”到“全球合规”的维度突破


相较于业内其他方案,加特兰的核心优势可以总结为多个维度:

·  标准合规性:超越EVITA-FULL的全域覆盖


当前多数厂商仅实现EVITA-Light或Partial等级防护,而加特兰方案完全满足EVITA-FULL最高安全等级要求,同时扩展了NVM加密、固件加密等特性,为车企全球化布局扫清障碍。

·  算法兼容性:多区域密码学生态的无缝适配


针对不同市场的合规需求,加特兰HSM模块同时支持国际主流算法与国密标准,可在芯片级动态切换算法配置。例如,为中国市场提供SM2/SM3/SM4全链路支持,为欧洲市场兼容ECC Brainpool曲线,避免因算法单一性导致的区域部署壁垒,为雷达产品在不同国家地区的部署提供最大程度的防护能力。

·  场景适配性:从单传感器到多模态融合的防护升级


在多传感器融合的趋势下,毫米波雷达和其他传感器的数据必然面临联合数据交互,以便更加有效地识别不同场景下路端和车端的场景。在这种情况下,各传感器自身的数据和通信安全变得更为重要。

加特兰表示,在传感器的通信安全方面,一般要通过完整性校验以及通信加密等手段对单点传感器通信进行防护,同时在计算单元侧,需要增加联合校验的机制来在顶层对于同步或者非同步攻击等方式进行防护。这种架构要求顶层要具备虚拟对象识别的能力,对于应用而言是具备一定难度。

而加特兰提出的“单点防护+顶层校验”的双层机制,首先通过SecOC/加密确保单个传感器通信安全,再在中央计算单元(CCU)端引入虚拟对象识别算法,对多源数据进行时序同步校验与异常滤波。

行业协同,构建安全生态共同体


汽车网络安全的复杂性,决定了其无法依靠单一厂商独立解决。加特兰认为,主机厂与供应商需建立“底层能力共建+上层应用自研”的协作模式:

·  芯片厂商:提供硬件级安全基座(如HSM模块、加密引擎),下沉基础安全能力;
·  Tier 1:基于底层能力开发行业定制方案(如雷达点云加密、V2X通信防护);
·  主机厂:聚焦场景化安全策略(如用户数据分级防护、区域化合规配置)。

结语


从行业角度来看,汽车网络安全防护的核心难点在于如何去平衡系统的性能和系统的性能。由于以前的系统较多通过软件的形式去完成,因此,其性能往往会成为安全性的瓶颈。

传统系统多依赖软件实现安全功能,导致性能成为瓶颈。加特兰通过将安全底层能力下沉至硬件架构,为用户提供完整的基础安全能力,支持不同场景的灵活适配。“系统的安全需要 Tier-1 和 OEM 协同完成,用户可基于我们的硬件能力,开发自身特有的安全特性。” 加特兰表示。

展望未来,伴随着智能驾驶技术的不断普及,智驾系统的网络安全也在随之演进,同时业内也在研究对于整体的架构进行标准化、系统化。加特兰也在积极主导、参与、跟进在毫米波雷达安全方面的一系列研究,例如PQC算法、侧信道攻击防护等一系列。伴随着密码学算法的演进,传统的非对称算法可能将不再适用,加特兰正在逐步推进这方面的技术进步,以便为业内提供更好的技术和产品。

整体来看,加特兰以毫米波雷达安全为支点,通过硬件创新与生态协同,正在撬动智能汽车安全防护的全局变革。正如行业共识所言:没有安全的智能驾驶,终将是一场危险的狂奔。唯有将安全基因注入每一行代码、每一颗芯片,才能让汽车真正成为可信赖的智能伙伴。
责任编辑:admin

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