车百专著 | 智能网联汽车主流信息安全架构

智能网联汽车的信息安全架构呈现出多维协同、纵深防御的特点，不同架构从各自视角构建安全防线。本节重点介绍三个主流智能网联汽车信息安全架构。其中，“云管端路”架构从分层视角构建了纵深技术防护体系；数据全生命周期治理架构聚焦数据要素流动安全；而自动驾驶安全架构则针对核心自动驾驶功能场景构建专门化安全保障。这三种架构分别从系统层次、数据周期和功能场景三个维度，构建起立体化的安全防护网络，支撑智能网联汽车的安全可信运行。

根据中国汽车工程研究院股份有限公司发布的《智能网联汽车信息安全发展报告（2021）》，智能网联汽车的信息安全整体架构可依据国际普遍采用的“云”“管”“端”“路侧单元”信息安全架构展开。该架构通过构建分层的安全防护体系，实现对不同层级安全风险的有效管控。

云端信息安全架构承担着控制指令下达、信息汇集和存储等重要职责，主要防护手段包括利用成熟的云平台安全技术保障车联网服务平台安全，部署云平台集中管控能力，以及保障云平台数据安全。

通信信息安全架构主要针对“车云”通信，通过加强访问控制并实施异常流量监测来实现安全防护。具体措施包括：加强车载端访问控制、实施分域管理以降低安全风险；基于公钥基础设施（Public Key Infrastructure，PKI）和通信加密构建可信“车云”通信；在网络侧进行异常流量监测，以提升车联网网络侧的信息安全防护能力。

车端信息安全架构从硬件安全、操作系统安全、应用安全以及对内对外通信安全四个层面开展防护工作。主要措施包括：利用硬件安全模块保障车端硬件安全；通过身份权限管理和访问控制机制确保操作系统层面安全；在应用层具备安全更新、抵抗攻击及数据加密存储能力；在对内对外通信层面保证数据的保密性、完整性及通信质量。

路侧单元信息安全架构的主要防护手段包括为路侧单元（Roadside Unit，RSU）配置专用的硬件加密模块并实施通信加密，以保障设备安全管理；对PC5接口上的蜂窝车联网（Cellular Vehicle-to-Everything，C-V2X）消息进行认证鉴权；以及保障业务功能安全管理，从而确保路侧基础设施的通信安全。

软件定义汽车（Software-Defined Vehicle，SDV）的核心特征在于通过软件和虚拟化技术重构汽车的电子电气架构。传统的分布式电子控制单元（ECU）功能被逐步整合到高性能计算平台中，通过虚拟机或容器等虚拟化技术，在单一硬件平台上实现多个功能域的融合与隔离。这种架构转型在提升系统灵活性与可升级性的同时，也引入了诸多新型安全挑战，对汽车网络安全保障提出了全新要求。针对SDV架构虚拟化环境所面临的软件通信连接漏洞、攻击路径多样化、虚拟机逃逸等安全威胁，需构建覆盖虚拟化安全领域的技术体系。

全生命周期威胁分析与风险评估遵循ISO/SAE 21434等标准，在系统开发的设计阶段就开展威胁分析。设计安全解决方案应基于整车级别的功能和配置，进行系统性的威胁和弱点分析，而不仅仅是针对单个ECU。这显著减少了因架构复杂化而增加的工作负载，并能在早期预防漏洞引入。

数据孪生与安全认证利用数字孪生技术为车辆或其特定系统（如集成了多个虚拟化ECU的HPC）在云端创建虚拟副本。任何拟部署的软件更新或新应用，都可首先在其对应的数字孪生体中进行全面的兼容性、功能性和安全性测试与认证。这种方式能在软件实际部署到物理车辆之前，通过虚拟化环境充分验证其安全性，有效避免因软件不兼容或存在漏洞而引发的风险。

虚拟隔离与运行时保护在虚拟化层面实施强有力的隔离机制，确保不同安全域或功能域的虚拟机之间互不影响。通过部署运行时完整性检查器，位于安全区域（如特权域或安全操作系统）的监控软件对HPC上运行的多个虚拟机进行持续的行为监控与完整性验证，以便在遭受攻击时能够实现灵活的响应和恢复。

软件定义汽车的虚拟化安全是一项系统性工程，要求将安全思维贯穿于设计、开发、验证、运营的整个车辆生命周期。通过采用先进的威胁建模工具、结合数字孪生的测试认证方法以及运行时的纵深防御策略，才能有效管控虚拟化环境带来的新型风险，为SDV的持续演进与创新奠定坚实的安全基石。

标准YD/T 4558—2023《数据安全治理能力通用评估方法》提出了一套数据安全治理能力体系框架，可用于汽车数据在采集、传输、存储、使用、共享和销毁各环节的安全与合规保障。该体系基于数据分类分级基础，构建覆盖数据完整流转过程的安全防护框架。

数据采集阶段是汽车数据安全合规管理的首要步骤。在安全方面，必须确保数据的准确性和完整性，同时立即对敏感信息进行加密处理。合规方面要求主要包括默认不收集、告知同意、目的限制与最小必要性原则。

数据传输阶段关注数据移动时的安全性，通常需要使用安全套接层/传输层安全（Secure Sockets Layer / Transport Layer Security，SSL/TLS）等加密通信协议，以保护数据免受截取和篡改。合规方面要求采用技术措施保证数据传输的保密性，同时能够检测到数据在传输过程中完整性是否受到破坏，并能够采取必要措施恢复或重新获取数据。

数据存储阶段要求数据在静态状态下得到安全保护，需要在安全的环境中保存数据，并采取适当的备份策略以防数据丢失。在合规方面，由于汽车个人信息的特殊性，在存储地点、保存期限和保障措施等方面应满足特殊合规要求。

数据使用阶段，需要确保数据在实际应用中的安全性，对数据的访问和处理实施严格的控制措施。在合规方面，应对汽车数据的使用进行授权和验证，确保其目的和范围符合国家相关法律法规的要求。

数据共享阶段，需要充分考虑数据传递给第三方时的风险，对接收方的数据保护措施进行评估，并确保数据的共享和使用遵守适用的隐私法规。

数据销毁阶段，需要确保在数据不再需要时，能够安全、合规地进行销毁。应建立数据销毁策略和管理制度，明确销毁对象和流程。