本文节选自由中国汽车工程学会、中国智能网联汽车产业创新联盟发布的《智能网联汽车远程升级(OTA)发展现状及建议》,本研究从既保障安全、又鼓励 OTA 技术应用的目标出发,开展 OTA 定义与技术体系、政策法规标准现状、产业生态现状、安全风险与测试评价等相关研究,并分析提出发展建议,以支撑相关政策法规标准制修订和企业软硬件及 OTA技术研发,力求为智能网联汽车产业发展营造良好环境。
随着汽车软件升级逐步在智能网联汽车产品中广泛应用,覆盖研发、生产、售后等多个环节,对企业的技术水平和管理能力均提出新的要求。若生产企业 OTA 管理不当、OTA 技术不成熟,会加剧功能实现的可靠性风险,使升级后的系统将车辆与驾驶人暴露在未知的危险中。本文首先阐述车联网安全现状,之后结合 OTA 风险评估流程对 OTA 带来的网络安全、数据安全和功能安全风险进行分析,提醒企业规避应用 OTA 技术中面临的各种安全风险。
OTA 风险评估方法具体参照 ISO 26262《道路车辆功能安全工程》、ISO/SAE21434 《道路车辆网络安全工程》、SAE J3061《信息物理汽车系统网络安全指南》等标准,主要评估对象包括 OTA 相关项、组件及漏洞。在相关标准中定义有 STRIDE、攻击树、EVITA、HEAVENS、OCTAVE、PASTA 等威胁分析和风险评估方法论,对这些方法论的对比和融合后归纳如表5-1所示。
OTA 安全漏洞指硬件、软件、协议的具体实现或系统安全策略上存在缺陷,从而使攻击者能够在未授权的情况下访问或破坏系统。应对安全漏洞进行识别、风险评估、修复、测试验证等操作以保证系统安全。以下提供了安全漏洞处置流程及技术方法,可用于针对某 OTA 业务场景所涉及零部件和环境进行漏扫,以得出具体漏洞信息。OTA 安全漏洞评估流程见图5-6。
图5-6 OTA 安全漏洞风险评估流程图
2.2.1 漏洞识别
漏洞识别方式:漏洞公告、漏洞扫描、渗透测试、白帽测试等;
漏洞类型识别:如 STIRDE 威胁模型中的仿冒、篡改、信息泄露等类型。
2.2.2 风险评估定级
Common Vulnerability Scoring System(CVSS)提供了一种方法来描述可利用性的主要特征,并生成分值反应其严重程度,使得人们确定处理它们的优先级[17]。
CVSS 评分方法如表5-14所示。
表5-14 CVSS 评分方法
CVSS 可利用性值与攻击可行性的映射示例如表5-15所示。
表5-15 基于CVSS的攻击可利用性映射表
CVSS 可利用性值:E
攻击可行性评级
2.96-3.89
高
2.00-2.95
中等
1.06- 1.99
低
0.12- 1.05
非常低
2.2.3 修复可行性评估
修复可行性评估首先需要根据上文风险处置的方式初步筛选出漏洞的处置方式,针对具体的修复方式(如补丁升级、版本升级、更换组件等)进行测试验证,评估对 OTA 系统是否造成影响或引入新的高危及以上风险。
2.2.4 测试验证
对已经修复的漏洞进行测试验证,如重新漏洞扫描、渗透测试、人工复现等
进行验证。
2.2.5 闭环
在测试验证阶段确认漏洞修复有效后,对相关风险评估和测试验证过程文档进行归档保存,最后可流程闭环。
三、OTA 网络安全风险分析
根据 OTA 威胁分析和风险评估流程,OTA 面临的网络安全风险包括 OTA平台安全风险、通信安全风险、车端安全风险和升级包安全风险。
3.1 OTA 平台安全风险
OTA 平台安全风险主要包括云平台自身安全、第三方应用安全两个主要方面。
(1)云平台自身安全风险
OTA 平台大多数部署在云端服务器中,会面临传统云平台的所有安全威胁,包括网络威胁、主机威胁、应用威胁、数据威胁等。攻击者利用 Web 漏洞、数据库漏洞、接口 API 安全注入漏洞等手段发起 DDoS 攻击、MITC 攻击、跨云攻击、编排攻击、加密劫持等,可能导致 AccessKey 泄露风险、用户敏感信息泄露、推送的升级包被篡改、升级策略更改等风险。
(2)第三方应用安全风险
随着车载平台的发展,第三方应用也会随之增长,第三方应用的 OTA 也将会成为一个很重要的部分。升级后的第三方产品可能存在系统兼容性或者系统漏洞,甚至严重的 BUG,所以 OTA 平台也需要考虑到第三方应用的升级流程与规范要求。
按照 OTA 和安全相关的国际和国家标准要求,升级过程都需要在车辆端对升级包进行加密和签名验证等一系列验证环节,经过验证的升级包才能进行正常的升级流程。如果验证的算法过于简单或者验证流程存在漏洞,攻击者可以利用这些漏洞构造有效的升级包或者绕过验证流程,在部件上加载运行恶意篡改过的固件,对车辆进行进一步的攻击或者控制等恶意行为。
汽车 OTA 带来对已售车型大量应用服务的数据井喷,还面临在保证用户个人信息安全的前提下,企业如何实施数据利用共享,OTA 相关数据如何跨境流通等问题。这些安全风险都对企业的合规管理与创新发展提出新的要求。
4.1 用户隐私信息泄漏风险
汽车远程升级整个过程中涉及到云端服务器安全、车端安全、车云通信安全,也关系到生产者、用户及汽车软件供应商等其他主体之间的数据收集、数据传输等多个处理环节。在这些过程之中如果存在网络攻击风险,可能导致 OTA 系统遭受破坏,不法分子可以通过 OTA 系统窥探到用户的隐私信息,如车辆位置、行车路线等行为习惯。同时,第三方应用平台可能存在非法获取其他应用和车载端数据的风险。
为应对上述 OTA 安全风险,总体来说,在云平台端可采用证书,签名和加密机制,负责为 OTA 服务平台提供安全服务,包括密钥证书管理服务,数据加密服务,数字签名服务等,保证升级包不会随意被制作和发布,升级包的内容不会被恶意获取。在通信链路端,可通过可靠的物理链路和安全传输协议来保证网络传输安全。在车端,可通过汽车的功能域隔离,划分不同 ASIL 等级,通过冗余设计保证整车的功能可靠性;车辆终端 OTA 组件对升级包进行合法性验证,适配安全升级流程,通过安全启动来保证可信的软件在 ECU 上加载启动运行。