随着科技的不断进步，车辆已经从传统的机械装置演变为高度智能化的移动终端。现代汽车不仅配备了先进的驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息娱乐系统（IVI），还具备联网功能，能够实现远程诊断、自动驾驶、车联网（V2X）通信等复杂操作。然而，车辆联网也带来了前所未有的网络安全风险。黑客可以通过网络攻击手段，侵入车辆的电子系统，篡改数据，甚至控制关键驾驶功能，从而威胁到驾驶者和乘客的生命安全。
为了应对这些挑战，国际上制定了一系列车辆网络安全标准和法规，其中最为重要的就是R155（UNECE R155）和ISO/SAE 21434。
什么是R155？
R155，全称为《联合国欧洲经济委员会（UNECE）第155号法规》，是全球首个针对车辆网络安全的强制性法规。它由联合国世界车辆法规协调论坛（WP.29）制定，并于2021年正式生效。R155的出台标志着车辆网络安全管理进入了制度化、标准化的新阶段。
R155的核心要求
R155的核心在于网络安全管理系统（CSMS）的建立和维护。CSMS是一个贯穿车辆整个生命周期的管理体系，涵盖了从设计、开发、生产到售后维护的各个环节。根据R155的规定，汽车制造商必须：
建立网络安全管理系统（CSMS）：确保车辆在整个生命周期内具备抵御网络攻击的能力。CSMS不仅要覆盖主机厂，还要延伸到供应商和服务提供商，形成一个完整的网络安全生态系统。
定期审核与监控：CSMS需要每3年进行一次外部审核，以确保其有效性。此外，制造商还需要建立实时监控机制，及时发现并应对潜在的网络安全威胁。
识别和应对威胁：R155的附录5（Annex 5）详细列出了常见的网络安全威胁、攻击方法以及相应的缓解措施。例如，远程代码执行漏洞、中间人攻击（MITM）、恶意软件注入等，都是需要重点关注的威胁类型。
报告与响应机制：一旦发生网络安全事件，制造商必须建立快速响应机制，并向相关监管机构报告。这有助于及时采取措施，防止事态扩大。
R155的实际应用案例
以远程代码执行漏洞为例，黑客可能通过车辆的远程诊断接口或车载信息娱乐系统（IVI）植入恶意代码，进而控制车辆的关键系统，如刹车、转向、发动机等。为了避免这种情况，R155要求制造商采取以下措施：
使用防火墙和入侵检测系统（IDS）：在车辆的网络架构中部署防火墙，限制未经授权的访问；同时安装入侵检测系统，实时监控网络流量，识别异常行为。
定期更新固件和软件：通过OTA（Over-The-Air）技术，定期推送安全补丁，修复已知漏洞，提升系统的安全性。
加强供应链安全管理：由于车辆的许多电子组件来自不同的供应商，因此R155要求主机厂对供应链进行严格管理，确保所有零部件都符合网络安全标准。
什么是ISO/SAE 21434？
除了R155，ISO/SAE 21434是另一项重要的车辆网络安全标准。它由国际标准化组织（ISO）和美国汽车工程师学会（SAE）联合发布，旨在为汽车制造商提供一个系统化的网络安全开发框架。ISO/SAE 21434不仅适用于整车制造商，还涵盖了零部件供应商、软件开发商等整个汽车产业链。
ISO/SAE 21434的核心内容
ISO/SAE 21434的核心理念是“从设计开始考虑网络安全”。它强调在车辆的整个生命周期中，网络安全必须作为一个关键的设计要素，贯穿于产品的每一个阶段。该标准主要包括以下几个方面的内容：
网络安全管理：ISO/SAE 21434要求企业建立一个完整的网络安全管理体系，确保从产品定义到设计、开发、测试、生产和售后维护的每个环节都符合网络安全要求。
威胁分析与风险评估（TARA）：在车辆开发的早期阶段，必须进行威胁分析与风险评估（TARA），识别潜在的网络安全威胁，并评估其对车辆安全的影响。基于TARA的结果，制定相应的安全策略和防护措施。
安全目标与安全概念：根据TARA的结果，制定明确的安全目标，并创建功能安全概念和网络安全概念。这些概念将指导后续的设计和开发工作，确保车辆具备足够的安全防护能力。
安全开发流程：ISO/SAE 21434详细规定了从需求分析、架构设计、代码实现到测试验证的每一个开发阶段的安全要求。例如，在代码实现阶段，必须遵循安全编码规范，避免常见的安全漏洞；在测试阶段，必须进行渗透测试和模糊测试，确保系统的安全性。
持续改进与维护：车辆上市后，制造商还需要持续监控网络安全状况，并根据最新的威胁情报和技术发展，不断优化安全措施。这包括定期更新软件、修复漏洞、改进安全策略等。
ISO/SAE 21434的实际应用案例
以车载信息娱乐系统（IVI）为例，它是车辆中最容易受到网络攻击的部分之一。黑客可以通过IVI系统入侵车辆的其他电子控制单元（ECU），进而控制车辆的关键功能。为了应对这一威胁，ISO/SAE 21434要求制造商采取以下措施：
隔离关键系统：在车辆的网络架构中，将IVI系统与其他关键系统（如动力总成、刹车系统）进行物理隔离或逻辑隔离，防止攻击者通过IVI系统渗透到其他系统。
使用加密通信：在ECU之间传输的数据必须进行加密，防止中间人攻击（MITM）。同时，使用数字签名技术，确保数据的完整性和真实性。
实施最小权限原则：在设计IVI系统时，遵循“最小权限”原则，只允许必要的功能和服务运行，减少攻击面。
进行渗透测试：在车辆上市前，必须进行渗透测试，模拟黑客攻击场景，验证系统的安全性。例如，测试人员可以尝试通过IVI系统注入恶意代码，看看是否能够成功控制车辆的其他系统。
R155与ISO/SAE 21434的区别与联系
尽管R155和ISO/SAE 21434都是针对车辆网络安全的标准，但它们在适用范围、内容深度和实施方式上有所不同。
差异
| 项目 | R155 | ISO/SAE 21434 |
|---|---|---|
| 适用范围 | 适用于全球范围内的汽车制造商，尤其是欧盟市场 | 适用于整个汽车产业链，包括整车制造商、零部件供应商、软件开发商等 |
| 侧重点 | 强调网络安全管理系统的建立和维护，注重法规合规性 | 强调网络安全开发流程，注重技术实现和方法论 |
| 实施方式 | 需要每3年进行一次外部审核，具有强制性 | 是一个自愿性标准，但被广泛采纳 |
| 具体内容 | 提供了具体的威胁和缓解措施示例，如远程代码执行漏洞、中间人攻击等 | 提供了系统化的开发框架，涵盖从设计到维护的每个阶段 |
尽管两者在实施方式上有所不同，但它们的目标是一致的，即保障车辆的网络安全。R155提供了法规层面的要求，确保企业具备基本的网络安全管理能力；而ISO/SAE 21434则提供了技术层面的指导，帮助企业实现网络安全目标。两者相辅相成，共同构成了车辆网络安全的双重保障。
结语
随着智能网联汽车的快速发展，车辆网络安全已成为全球关注的焦点。R155和ISO/SAE 21434作为两项重要的标准，分别从法规和方法论的角度出发，为汽车制造商提供了全面的网络安全指导。通过遵循这些标准，汽车制造商可以有效提升车辆的安全性，保护驾驶者和乘客的生命财产安全。
未来，随着技术的不断进步，车辆网络安全标准也将不断完善，为智能网联汽车的发展保驾护航。
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