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设计安全的汽车通信网络
作者:管理员    发布于:2015-11-10 17:27:30    文字:【】【】【
汽车工业正经历一场无线技术革命,但安全威胁不解决,则可能削弱这块新兴市场。高速网络连接正设法进入汽车领域,设计师面临新通信标准实施挑战。许多已经习惯于漫长开发周期设计师, 现则为迅速给新型车辆配备用户需求电子设备而进行竞争。为调整上市时间并驾驭出现多个标准,设计师正转向采用FPGA(现场可编程门阵列)。遗憾是,汽车工业匆忙采用下一代基于FPGA汽车远程信息系统,几乎没有设计师能够充分明白他们选择FPGA安全上意味着什么。构建安全网络首先要设计安全系统,选择适当元件可能对大型网络和相关预订收入有重要影响。

  从发动机控制模块,到涉及乘客舒适与安全驾驶室内部系统,已经出现了汽车远程信息系统,汽车业它是一个亮点,消费者它是一个重要区分点,而最终OEM,它是大幅重现预订收入一个来源。实现所需连接以支持移动汽车远程信息系统用户群,多种无线传输线路正应用于汽车,包括:802.11、蓝牙(Bluetooth)、面数字及卫星技术。,相同技术实现汽车远程信息系统网络同时也可能是其衰落起点。

  令人吃惊是安全可能是抑制这些无线技术车辆上推广应用头等因素。厂商无法提供可互操作高度安全网络,以及对付费使用设备进行验证也存失败可能,则是祸因。OEM、基础架构开发商及内容提供商已经汽车远程信息系统上投资了数十亿美元,如此,前景仍然难料。向大规模市场过渡还有路要走,研究人士预测到2004年将有1080万美国司机使用远程信息系统,到2010年这一数字将增加到4400万。如图1所示,为刺激推广应用,汽车制造商正将重点放利用无线网络集成移动设备上。典型应用包括蓝牙和接口将蜂窝电话集成到能够无线通讯PDA(个人数字助理)或笔记本电脑上。消费者对免提电话和计算需求受到便捷因素影响,受到安全问题和严格立法驱动。

  一种基于FPGA汽车远程信息系统可让设计师将单防篡改硬件平台标准化。该平台可以定制,制造周期末期可以大范围确定产品版本,更为重要是其经销商售出后可以现场升级。

  蓝牙技术快步进入汽车应用,安全要求变日益重要。 FPGA提供了一种成本效益较高方法,为当前数据信道协议实现了可硬件加密解决方案。

  基本舒适和安全应用之外,一个预示永久改变无线运算前景新选择领域正推广应用。无线点对点电子付费系统将广泛用于停车和通行费服务乃至免下车餐厅和加油站。卫星广播及流媒体内容将迅速受到欢迎,超过任何人预期。无线网络如蓝牙可以用于链接汽车内若干系统,如动力传动(powertrain)、制动系统、减震系统及后座娱乐系统,为使智能汽车概念超越电传线控范畴,采用了诊断技术和其它数据传输技术。

  高级快车应用、具有竞争力产品版本以及更短上市时间已将采用FPGA益处和远程信息系统开发者需要结合起来。现设计师可以基于迥然不同三种技术:静态随机存储器(SRAM)、闪存(flash)及抗熔存储(antifuse), 来使用FPGA。

  基于SRAMFPGA代表着最大市场份额,但也是当前使用最不安全FPGA架构。基于一种易失性存储技术,这类器件必须加电时初始化设置。尽管这些特性使基于SRAMFPGA容易更改编程,但同时它也具有重大安全风险,如服务遭拒绝、克隆或逆向设计。基于候选非易失性技术FPGA,如antifuse 或flash则提供了一种更安全解决方案。与基于SRAMFPGA不同,这类非易失性器件加电时不需要比特流。取而代之是,它们以最终产品形式装运之前可以进行安全设置。为防止系统受到未经授权入侵、修改和篡改,了解所有可编程架构益处和潜风险至关重要。例如,一个黑客可以使基于SRAM-FPGA卫星广播控制台接收机内用户认证机构失灵,使一些未登记用户接入服务而不付费。这给公司基于预订收入模式影响将是很严重。

  用于汽车远程信息系统FPGA内越来越多执行无线通讯协议,则给老练黑客提供了新机会。一般认为蓝牙小型自组织网络足够安全,但蓝牙较大型移动网络或汇款以及其它敏感信息传输足够安全吗?蓝牙加密方案似乎有些弱点。这种128位密钥长度一串密码某些情况下采用常规“强力”进攻便可破解。两个蓝牙器件初始化过程中采用PIN码也是一个潜安全问题。

  弥补这些漏洞解决方案安全FPGA技术。安全FPGA可以用作实现硬件加密工具以保护所有重要点对点处理,如图2所示。,当该解决方案具有更清晰而不会造成误解说明后,才能真正实施。设计师需要意识到采用可配置FPGA系统极易受到击破加密手段攻击。例如,入侵者截取基于SRAMFPGA内比特流可以攻破加密机构,然后克隆器件和系统来制成拷贝,允许无限制接入付费服务。系统采用可改编程基于flashFPGA, 则提供了一种安全多解决方案。

  此外,Wi-Fi标准组织已经推荐了新标准以弥合原先协议中安全漏洞。新IEEE 802.11i是一个安全标准,它进一步提高了IEEE联合Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)制定Wi-Fi保护接入安全规范(Wi-Fi Protected Access security specification)所实现认证和加密效果。最为显著是,新IEEE 802.11i增添了一种被称为高级加密标准(AES)底层加密(ground-up encryption)标准,它可以非易失性FPGA技术如flash或antifuse中安全执行而不必担忧直接物理泄密。基于SRAMFPGA不适于这种类型应用,可以拒绝各种服务入侵来攻破反措施。有一种情况,可以将已受影响比特流引入到设备,采用电池耗尽型DOS方案使基于SRAM便携设备离线。

  可能最让人担心情况是日益增加设计被偷窃以及因特网安全威胁。特别是,一旦系统安全被击破,大肆采用恶意或犯罪技术来进行大量消费是不难。专利设计最有效保护措施是采用基于antifuse 或flash FPGA来保护无线网络和汽车付费服务网关。元件这一级提出基本设计安全问题,才能更高级别系统和网络上实施更先进安全措施。

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