國際標準化組織(ISO)與國際電工委員會(IEC)正式聯(lián)合發(fā)布了ISO 21434標準——《道路車輛-網(wǎng)絡安全工程》。這一里程碑式的事件標志著汽車行業(yè)在應對日益嚴峻的網(wǎng)絡信息安全挑戰(zhàn)時,終于擁有了首個專門針對道路車輛的全球性國際標準框架。該標準的發(fā)布不僅為整車廠、零部件供應商及軟件服務商提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡安全工程管理指南,更對汽車電子電氣架構及網(wǎng)絡工程設計領域帶來了深遠且具體的影響。
ISO 21434標準的核心在于將網(wǎng)絡安全的概念系統(tǒng)地融入汽車整個生命周期——從概念設計、開發(fā)、生產(chǎn)、運維到報廢。它不再將網(wǎng)絡安全視為單一的功能特性或事后補救措施,而是要求將其作為一項基本質(zhì)量屬性,貫穿于車輛研發(fā)與管理的每一個環(huán)節(jié)。這一理念的轉變,對負責實現(xiàn)車輛內(nèi)部及外部通信的網(wǎng)絡工程設計提出了全新的、系統(tǒng)化的要求。
對網(wǎng)絡工程設計的直接影響與具體要求
- 威脅分析與風險評估(TARA)的早期集成:標準明確要求在產(chǎn)品概念階段就必須啟動網(wǎng)絡安全活動。對于網(wǎng)絡工程師而言,這意味著在設計網(wǎng)絡拓撲、選擇通信協(xié)議(如CAN FD、以太網(wǎng)、LIN等)、定義ECU(電子控制單元)接口和網(wǎng)關策略時,必須同步進行系統(tǒng)的威脅分析與風險評估。設計決策需要基于對潛在攻擊路徑(例如,通過OBD-II接口、車載信息娛樂系統(tǒng)、遠程通信單元等入口點)的識別,以及對攻擊可能造成的影響(如功能安全喪失、隱私數(shù)據(jù)泄露)的評估。
- 縱深防御與分區(qū)隔離的架構原則:ISO 21434強調(diào)“縱深防御”策略。在網(wǎng)絡工程層面,這直接轉化為對車輛電子電氣架構的分區(qū)與隔離設計。工程師需要設計邏輯清晰的安全域(如動力域、底盤域、車身域、信息娛樂域),并在域與域之間,尤其是安全關鍵域與非關鍵域之間,部署具備防火墻、入侵檢測/防護系統(tǒng)(IDS/IPS)功能的智能網(wǎng)關或安全網(wǎng)關。網(wǎng)絡分段、訪問控制列表(ACL)、服務隔離等經(jīng)典IT網(wǎng)絡安全技術,需根據(jù)車輛網(wǎng)絡的實時性、可靠性要求進行適配和部署。
- 安全通信的強制要求:標準對車輛內(nèi)部總線通信及外部V2X(車與萬物)通信的安全性提出了明確期望。網(wǎng)絡工程設計必須考慮為關鍵通信鏈路(如ECU間的控制指令、空中升級OTA數(shù)據(jù)、車輛與云端服務器的交互)實施加密(如AES)、完整性校驗(如MAC、數(shù)字簽名)和新鮮性保護機制,以防范竊聽、重放、篡改等攻擊。這要求網(wǎng)絡架構支持安全協(xié)議棧(如TLS、SecOC)的集成,并對ECU的硬件資源(加解密算力)和網(wǎng)絡帶寬進行重新評估與規(guī)劃。
- 供應鏈安全管理的延伸:汽車網(wǎng)絡是眾多供應商軟硬件產(chǎn)品的集成。ISO 21434要求整車廠對供應鏈的網(wǎng)絡安全能力進行管理。相應地,網(wǎng)絡工程設計文檔(如網(wǎng)絡規(guī)范、接口控制文檔)必須清晰定義每個網(wǎng)絡組件(如網(wǎng)關、交換機、ECU)所需達到的網(wǎng)絡安全目標及驗證要求。工程師需要與供應商協(xié)作,確保外購的硬件、通信協(xié)議棧、中間件等滿足既定的安全基線,并能提供相應的證據(jù)。
- 持續(xù)安全監(jiān)控與事件響應支持:標準關注車輛全生命周期的安全。在網(wǎng)絡設計階段,工程師就需要為未來的安全運營預留能力。例如,設計專用的安全日志上傳通道,確保網(wǎng)絡設備(如網(wǎng)關)能夠記錄并報告異常流量或攻擊嘗試;設計安全的遠程診斷和更新通道,以支持漏洞修復和應急響應。網(wǎng)絡架構需要具備一定的“可觀測性”,以支持售后階段的持續(xù)安全監(jiān)控。
挑戰(zhàn)與未來展望
ISO 21434的實施對網(wǎng)絡工程設計團隊帶來了知識與技能升級的挑戰(zhàn)。工程師需要兼具傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡知識(AUTOSAR、各類總線技術)與網(wǎng)絡安全專業(yè)知識。如何在滿足嚴格的功能安全(ISO 26262)要求、實時性約束和成本控制的前提下,實現(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡安全設計,是一個復雜的平衡過程。
總而言之,ISO 21434的發(fā)布為汽車網(wǎng)絡信息安全領域樹立了權威的國際標尺。它將網(wǎng)絡安全從一個可選附加項提升為汽車網(wǎng)絡工程設計的強制性核心要素。未來的智能網(wǎng)聯(lián)汽車,其網(wǎng)絡神經(jīng)系統(tǒng)從誕生之初就必須是“天生安全”的。這無疑加速了汽車產(chǎn)業(yè)與網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)的深度融合,推動著車載網(wǎng)絡工程設計邁向一個更規(guī)范、更可靠、更具韌性的新時代。所有行業(yè)參與者都必須立即行動起來,理解、消化并實踐這一標準,以構筑起智能出行時代的信任基石。