智能网联汽车安全 第6章 汽车无线通信系统安全
智能网联汽车安全车联网安全

具备环境感知、智能决策、协同控制 等功能,提高行车安全性、舒适性和 节能减排效果。
智能网联汽车的应用场景
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自动驾驶
在特定场景下实现完全自 动驾驶,如高速公路、停 车场等。
车联网服务
提供在线音乐、导航、语 音助手等便利服务,提升 驾驶体验。
智能交通
与交通信号灯、行人等实 现信息交互,优化交通流 量和减少拥堵。
车辆失控风险
车联网系统故障可能导致车辆失控 ,引发交通事故。
网络安全法规与合规问题
缺乏统一标准
各国对智能网联汽车网络安全法规和标准不一,导致 企业在全球范围内面临合规挑战。
责任界定模糊
在车联网安全事件中,责任主体难以界定,可能引发 法律纠纷。
监管力度不足
部分地区对车联网安全监管力度不够,导致安全隐患 得不到及时解决。
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智能网联汽车安全标准与规范
国际安全标准与规范
国际汽车工程师学会(SAE)
制定了J3016标准,定义了自动驾驶的六个级别,其中L3级别及以上为高级自动驾驶,对车联网安全提出了更高 的要求。
国际电信联盟(ITU)
发布了《车联网网络安全和隐私保护指南》,强调了车联网安全的重要性和应对措施。
国内安全标准与规范
恶意攻击与入侵
远程控制
黑客可能会利用漏洞,远 程控制智能网联汽车,造 成安全隐患。
拒绝服务攻击
攻击者通过大量虚假请求 ,使车联网系统瘫痪,导 致车辆无法正常使用。
窃取数据
黑客窃取车辆敏感信息, 如位置、驾驶习惯等,可 能用于非法目的。
数据泄露与隐私侵犯
个人隐私泄露
智能网联汽车收集的敏感信息,如位 置、通讯记录等,可能被非法获取和 利用。
智能网联汽车概论-课件--第六章--智能网联汽车定位导航技术

卫星导航定位系统工作原理
3.误差分析 卫星导航系统的误差从来源上可以分为4类:与信号传播有关的误差,与卫星有关的误差,与接收 机有关的误差以及地球潮汐、负荷潮等造成的其他误差。误差分类如表6-1所示。
表6-1 误差分类
误差来源 与信号传播有关的误差
与卫星有关的误差 与接收机有关的误差
其他误差
电离层延迟 对流层延迟
全球导航卫星系统
(4) Galileo Gale卫星系统也是个正在建设中的全球卫星导航系统 ,欧洲人的目的是摆脱对美国全球定位系 统的依赖,打破其垄断。该系统的基本服务免费,但使用高精度定位服务需要付费。Galileo 系统也 分为空间段、地面段、用户段3大部分。空间段是由分布在3个轨道上的30颗MEO卫星构成,其中27 颗为工作星,3颗为备份星。地面段由两个地面操控站、29个伽利略传感器达到站以及5个S波段上 行站和10个C波段上行站组成,传感器达到站及上行站均分布于全球。用户段则提供独立于其他卫 星导航系统的5种基本服务。
(1) GPS GPS由3部分构成,即空间卫星部分、地面监控部分和用户接收部分。空间卫星部分又 称为空间段,21颗GPS工作卫星和3颗在轨备用卫星构成完整的21+3形式的GPS卫星工作 星座。这种星座构型能满足在地球上任何地点任何时刻均能观测到至少4颗几何关系较好 的卫星来用于定位。地面控制部分又称为地面段,由分布在全球的一个主控站、3个注入 站和若干个监测站组成。用户接收部分又称为用户段,接收来自作为基础设施的空间段 和地面段提供的导航,定位和根时服务,这些服务已广泛应用于各个领域。
数据链路
z R<100km y
基准站 x (xº,yº,zº)
图6-2 位置差分示意
差分定位系统
智能网联汽车技术:第6章 智能网联汽车先进驾驶辅助技术

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6.5 盲区监测系统——原理
➢ 盲区监测系统是通过安装在车辆尾部或侧方的传感器(视觉 传感器、毫米波雷达)检测后方来车或行人,电子控制单元 对于传感器采集的信息进行分析处理,如果盲区内有车辆或 行人,预警显示单元会通过发出报警声音或在后视镜中显示 报警信息等方式告知驾驶员
➢ 若驾驶员打开转向灯,正常进行变线行驶,则系统不会做出 任何提示
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6.4 车道保持辅助系统——原理
➢ 车道保持辅助系统的工作过程:图中后面起第二个车影已经 偏离了行驶轨道,系统发出报警信息;第三个和第四个车影 是系统主动进行车道偏离纠正;在第五个车影时,汽车已经 重新处于正确行驶线路上
➢自动紧急制动系统主要由行车环境信息采集单元、电子控制 单元和执行单元等组成
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6.2 自动紧急制动系统——原理
➢汽车AEB系统采用测距传感器测出与前车或障碍物的距离, 然后利用电子控制单元将测出的距离与报警距离、安全距离等 进行比较,小于报警距离时就进行报警提示,而小于安全距离 时,即使在驾驶员没来得及踩制动踏板的情况下,AEB系统也 会启动,使汽车自动制动,从而为安全出行保驾护航
➢ 如果驾驶员打开转向灯,正常进行变道行驶,则车道偏离预警 系统不会做出任何提示
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6.3 车道偏离预系统——原理
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6.4 车道保持辅助系统——定义
➢ 车道保持辅助(LKA)系统能够实时监测车辆与车道边线 的相对位置,持续或在必要情况下控制车辆横向运动,使 车辆保持在原车道内行驶,从而减轻驾驶员负担,减少交 通事故的发生
智能网联汽车安全汽车无线通信系统安全

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智能网联汽车是新一代信息技术与汽车、电子、道路交通运输等领域深度融合的 新型汽车,是汽车工业转型升级的重要战略方向。
智能网联汽车的发展历程
国外智能网联汽车发展历程
1. 美国:以IT和互联网企业为主导,在技术研发和应用方面处于领先地 位。
2. 欧洲:以传统汽车制造商为主导,在技术研发和应用方面处于领先地 位。
假冒
攻击者可以冒充合法用户 ,插入无线通信系统中, 进行欺诈活动。
无线通信系统的安全防护
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加密技术
采用对称或非对称加密算法, 对无线通信数据进行加密,防
止敏感信息被窃取。
数字签名技术
利用数字签名技术确认无线通 信数据的来源和完整性,防止
篡改和假冒攻击。
防火墙技术
在无线通信系统中设置防火墙 ,隔离外部攻击,保护系统安
政策法规对智能网联汽车无线通信系统安全的影响
法规制度的完善
随着智能网联汽车的快速发展,各国政府将制定更加严格的 法规制度来保障智能网联汽车的安全。例如,欧盟提出了《 通用数据保护条例》(GDPR),以保护个人数据隐私和信息安 全。
行业标准的制定
国际标准化组织(ISO)和各国汽车行业协会将制定更加严格的 行业标准,以确保智能网联汽车的安全性和可靠性。例如, 美国汽车工程师学会(SAE)制定了J3016标准,为自动驾驶汽 车的测试和评估提供了指导。
全。
入侵检测技术
采用入侵检测技术,实时监测 无线通信系统,发现异常行为
并及时报警。
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智能网联汽车无线通信系统安全
智能网联汽车无线通信系统的安全需求
保障数据安全
确保无线通信过程中数据的机 密性、完整性和可用性。
安全智能网联汽车车载通信系统设计与实现

安全智能网联汽车车载通信系统设计与实现随着科技的不断进步和发展,人们对于汽车的需求也越来越多样化和个性化。
其中,安全智能网联汽车成为了汽车行业的一大热门话题。
为了提高汽车的安全性能和用户体验,车载通信系统的设计与实现就显得尤为重要。
本文将围绕安全智能网联汽车车载通信系统的设计和实现进行阐述。
首先,安全是车载通信系统设计的核心要素。
在车载通信系统设计中,安全性应该被放在首位。
在网络攻击日益频繁的背景下,保障车辆的通信安全成为了当务之急。
因此,在设计车载通信系统时,专门的安全机制和安全防护措施必不可少。
通过使用安全通信协议和密钥交换算法,保证数据在传输过程中的安全性。
同时,加强对车载通信系统的物理安全和访问控制,限制非授权人员对系统的访问,减少潜在的安全威胁。
其次,智能化是车载通信系统设计的重要方向。
随着人工智能和物联网的迅猛发展,将智能化技术应用到车载通信系统中,可以提高车辆的智能化程度和驾驶的便利性。
例如,通过使用人工智能算法,将车辆与道路、交通信号灯等基础设施进行智能化连接,实现实时导航、交通优化等功能。
此外,智能化车载通信系统还可以通过识别驾驶员的行为和状态,提供个性化的驾驶辅助功能,从而提高驾驶安全性能。
再次,网联化是车载通信系统设计的发展趋势。
网联化是指车辆之间以及车辆与基础设施之间实现信息共享和协同工作。
通过车联网的技术手段,车辆之间可以实现信息的实时传输和交换,从而提高道路的通行效率和驾驶的安全性。
例如,当一辆车发生紧急制动时,可以通过车辆之间的通信系统,及时通知周围的车辆并采取相应的措施,避免追尾事故的发生。
此外,车辆与基础设施的网联化也可以实现智能交通管理和车辆远程监控等功能,进一步提升驾驶的便利性和安全性。
另外,车载通信系统的设计也需要考虑到可扩展性和兼容性。
随着汽车行业的不断发展和变革,车载通信系统也需要随时适应新的技术和标准。
因此,在设计车载通信系统时,应该考虑到系统的可扩展性,使得系统可以方便地升级和扩展。
项目三 智能网联汽车无线通信系统

任务二、物联网无线通信技术的应用
短距离无线通信技术的应用
Zigbee 又称“紫蜂协议”,该技术是一种 小范围、低功耗、低速率、低成本的无线自组织网 络技术。 Zigbee 通信技术中的网络节点按照功能可 分为协调器、路由器和终端设备。
任务二、物联网无线通信技术的应用
短距离无线通信技术的应用
Zigbee 按照网络拓扑结构可以划 分为星状网络、树状网络和网状网络
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
智能网联汽车移动通信技术的应用
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
智能网联汽车移动通信技术的应用
5G 网络的关键技术及在V2X 中的应用 5G 网络环境下使用D2D 通信所具有
的优势如下:
①提高频谱使用效率 ②增强用户体验 ③拓展网络应用
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
智能网联汽车概论
项 目 三
智
能
网
任务一、V2X及移动通信技术的应用
联
汽
车
任务二、物联网无线通信技术的应用
无
线
通
信
系
统
任务一、 V2X及移动通信技术的应用
无线通信的定义和分类
无线通信利用电磁波信号在自由空间中 传播的特性进行信息交换的一种通信方 式。
无线通信系统一般由发射设备、传输 介质和接收设备组成,发射设备和接
任务二、物联网无线通信技术的应用
低功耗广域网通信技术的应用
低功耗广域网络(LPWAN)技术在物联网应用中可实现大范围网络覆盖。
LPWAN 技术具有低带宽、低功耗、远距离、海量连接的特点。
LoRaWan 是LoRa 广域网标准。LoRaWAN 属于开放式标准。它规范了LoRa 技术在 LPWAN 中的通信协议。LoRa 网络由LoRa 终端设备、基站、应用服务器和云服务器构成。
智能网联汽车安全汽车无线通信系统安全

无线通信系统安全防护技术
加密技术
对传输信息进行加密,防止信 息被窃听或篡改。
身份认证
验证用户身份,防止假冒攻击 。
访问控制
限制用户访问权限,防止未经 授权的访问。
安全协议
采用安全协议,提高通信安全 性。
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智能网联汽车无线通信系统安 全
智能网联汽车无线通信系统架构
车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network, VANET):通过车辆间的无线通信实现信息交换和协
恶意攻击
不法分子通过无线通信网络对智能网联汽车进行攻击,如拒绝服 务攻击、数据篡改等。
隐私泄露
无线通信过程中可能泄露车辆和乘客的敏感信息,如位置、行驶轨 迹等。
假信号干扰
恶意节点发送虚假信号干扰车辆的正常行驶,造成行车安全隐患。
智能网联汽车无线通信系统安全防护技术
加密与解密技术
采用先进的加密算法对无线通信数据 进行加密,确保数据传输过程中的机 密性和完整性。
安全防护技术应用案例分析
1 2
安全芯片植入
在汽车控制系统中植入安全芯片,对车辆进行硬 件级别的安全防护,防止非法入侵和篡改。
入侵检测系统
部署入侵检测系统,实时监测汽车无线通信网络 中的异常行为,及时发现并处置安全威胁。
3
云端安全服务
利用云端安全服务平台,对智能网联汽车进行远 程监控和安全防护,提高车辆安全性能和响应速 度。
作,提高行车安全和交通效率。
车载移动互联网(Vehicle-to-Internet, V2X):车辆 与外部基础设施、行人以及其他车辆进行信息交互,
实现更广泛的互联互通。
车载传感器网络(Vehicle-to-Everything, V2X): 集成多种传感器技术,实现车辆内部和外部环境的全
《智能网联汽车概论》练习答案

第1章智能网联汽车基础知识练习参考答案一、名词解释1.智能汽车答:智能汽车是在一般汽车上增加雷达和摄像头等先进传感器、控制器、执行器等装置,通过车载环境感知系统和信息终端实现与车、路、人等的信息交换,使车辆具备智能环境感知能力,能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态,并使车辆按照人的意愿到达目的地,最终实现替代人来操作的目的。
2.网联汽车答:网联汽车是指基于通信互联建立车与车之间的连接,车与网络中心和智能交通系统等服务中心的连接,甚至是车与住宅、办公室以及一些公共基础设施的连接,也就是可以实现车内网络与车外网络之间的信息交互,全面解决人—车—外部环境之间的信息交流问题。
3.智能网联汽车答:智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(车、路、行人、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现车辆“安全、高效、舒适、节能”行驶,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
4.自动驾驶汽车答:自动驾驶汽车是指汽车至少在某些具有关键安全性的控制功能方面(如转向、油门或制动)无须驾驶员直接操作即可自动完成控制动作的车辆。
自动驾驶汽车一般使用车载传感器、GPS和其他通信设备获得信息,针对安全状况进行决策规划,在某种程度上恰当地实施控制。
5.无人驾驶汽车无人驾驶汽车是通过车载环境感知系统感知道路环境,自动规划和识别行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。
它是利用环境感知系统来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路状况、车辆位置和障碍物信息等,控制车辆的行驶方向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。
二、填空题1.智能网联汽车发展的终极目标是无人驾驶汽车。
2.自动驾驶汽车至少包括自适应巡航控制系统、车道保持辅助系统、自动制动辅助系统、自动泊车辅助系统,比较高级的车型还应该配备交通拥堵辅助系统。
3.我国把智能网联汽车智能化划分为5个等级,1级为驾驶辅助(DA),2级为部分自动驾驶(PA),3级为有条件自动驾驶(CA),4级为高度自动驾驶(HA),5级为完全自动驾驶(FA)。
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第6章 汽车无线通信系统安全 接收端则对发送来的数据进行滤波、解调、解密、解码,
还原原始数据,并验证数据的有效性,如果有效,则输出对应用 户所需要的操作。 RKE 系统接收端框图如图 6.5 所示。
图 6.5 RKE 系统接收端框图
第6章 汽车无线通信பைடு நூலகம்统安全
RKE 接收端的功能主要有以下几点: 第一, RKE 信号解调电路负责将射频信号解调,还原成基 带信号; 第二,将基带信号根据相应的解密算法进行解密,得出按 键信息; 第三,将按键信息发送给主控 MCU 进行验证和判断,决 定是否需要执行相应的开锁上锁等工作。
第6章 汽车无线通信系统安全
图 6.3 RKE 系统框图
第6章 汽车无线通信系统安全
RKE 系统钥匙内装有芯片,每个芯片都有固定的 ID ,只 有钥匙芯片的 ID 与发动机的ID 相匹配时,汽车才可以启动。 以启动引擎为例,当车主转动钥匙发动车辆时,车内基站发射 低频信号开始认证。钥匙端应答器工作能量由车内基站低频 信号提供,在认证过程中,置于钥匙中的应答器首先发送自身 的 ID 号,通过基站芯片的验证,基站会发出一串随机数和 MAC 地址,同时应答器做出回应。钥匙会发送一串数据流, 开始进行发送器和接收器的会话,该数据流包括前引导码、 命令码和一串加密滚动码。滚动码码型变换丰富,每次发送 的编码至少有 50% 的位数发生变化,且同一操作的两次编码 毫无规律可循。 RKE 系统发射功能框图如图 6.4 所示。
第6章 汽车无线通信系统安全
第6章 汽车无线通信系统安全
6.1 汽车无线通信系统概述 6.2 RKE/PKE系统安全 6.3 胎压监测系统安全 6.4 蓝牙通信系统安全 6.5 车载收音机系统安全 6.6 WiFi通信系统安全 6.7 汽车GPS系统安全
第6章 汽车无线通信系统安全
6.1 汽车无线通信系统概述
PKE 系统的工作过程可以分为唤醒和验证两个过程。 (1 )唤醒。当用户携带电子钥匙出现接收器的检测范围 时并拉动门把手时,电子钥匙会收到一个来自车内收发器的 低频信号,如果这个信号与钥匙内存储的数据相匹配,钥匙就 会被唤醒。 (2 )验证。钥匙被唤醒后,它会分析从车内收发器发送过 来的“口令”,计算出对应的数据并加密发送回车内收发器, 主机分析从钥匙收到的数据,并与自己所计算出的数据进行 比较,如果二者匹配成功,就会开启门锁。
第6章 汽车无线通信系统安全
图 6.2 无线入侵基本原理图
第6章 汽车无线通信系统安全
6.2 RKE/PKE系统安
6. 2. 1 远程无钥匙进入系统概述 第 4 章已述及, RKE (远程无钥匙进入系统)也称为射频
钥匙系统。 RKE 执行一个标准汽车钥匙的功能,该钥匙包含 一个短程无线电发射器,并且必须在距车辆一定的范围内(通 常为 5~20m )工作。 RKE 系统框图如图 6.3 所示。
第6章 汽车无线通信系统安全
PKE 系统采用低频触发、高频认证的模式完成双向通 信认证。认证通过 PKE 车内收发器和智能卡之间、发动机 ECU 和 PKE 之间高达 64 位的加密算法进行,只有通过相应 的认证之后才能够启动和操作车辆,如果没有智能卡,则不能 够启动汽车的电子系统。
第6章 汽车无线通信系统安全
第6章 汽车无线通信系统安全
6. 2. 2 被动无钥匙进入系统概述 PKE (被动无钥匙进入系统)设计的初衷是使用户只需随
身携带一个电子钥匙,不需按键(遥控开锁)就可以进入车辆。 该系统采用无线射频识别技术,通过车主随身携带的电子钥 匙(智能卡)里的芯片感应自动开关门锁,当用户尝试用手去拉 车门上的门把手时,车辆会向“钥匙”发出询问信息,如果授 权的“钥匙”在车辆可操作范围内,并且回答了有效的验证 码,则车辆可以进行对应的解锁或者启动的操作,当驾驶者离 开车辆时,门锁会自动锁上并进入防盗状态。
PKE 技术其实是从 RKE 演变而来的,也有人称 PKE 是 RKE 的第二代技术。简单地说,从 RKE 到 PKE 其实就是从 “需按键”发展到 “免按键”,从“安全”到“更安全”的 过程。图 6.6 所示为 PKE 系统的原理图。
第6章 汽车无线通信系统安全
图 6.6 PKE 系统原理图
第6章 汽车无线通信系统安全
第6章 汽车无线通信系统安全
图 6.1 车载无线通信技术的模块示意图
第6章 汽车无线通信系统安全
目前,汽车内往往装配有多种具备无线通信能力的设备 或模块,它们有的支持短距离无线通信,有的支持长距离无线 通信。由于直接物理接触的局限性较大,所以攻击者一般采 用更具可行性和隐蔽性的攻击方式。攻击者可利用某一设备 或协议的漏洞成功入侵并控制车载无线设备,而无线通信设 备往往与其他控制模块一样挂载于汽车的内部 CAN 总线 或其他车内网络,这样攻击者就可以成功入侵汽车内部网络 并达到控制整车的目的,原理如图 6.2 所示。
汽车无线通信系统是将汽车技术、电子技术、计算机技 术、无线通信技术等紧密结合,整合不同的应用模块产生的 综合系统,主要实现汽车状况实时监测、汽车定位导航、车 辆指挥调度、数据采集共享、车内信息娱乐等功能。
第6章 汽车无线通信系统安全
汽车无线通信技术主要由车载导航模块、专用无线通信 模块、安全警报模块、行车状态记录模块、多媒体信息模块、 数据采集模块、无线钥匙模块、车载收音机模块等组成,所 有的数据和有效信息基本都需要通过汽车 IVI 进行处理、协 调并做出正确的响应。图 6.1所示为车载无线通信技术的 模块示意图。
第6章 汽车无线通信系统安全
图 6.4 RKE 系统发射端功能框图
第6章 汽车无线通信系统安全
RKE 发射端的功能主要有以下几点: 第一,钥匙按键按下后编码电路负责将相应的按键信息 以及需要加密的信息进行加密,形成基带信号; 第二,发射电路负责将基带信号进行调制,一般以 ASK 居 多,以射频方式发射出去。 发射电路常用两种方案: 一是基于 IC 的方案,优点是电路简单易于实现,缺点是成 本高; 二是基于分离器件搭建的方案,优点是成本低,缺点是电 路易受器件误差影响,匹配困难。
PKE 的主要组成部分为车内收发器、电子钥匙、天线 等。车内收发器是系统的关键,负责与电子钥匙的通信及与 设备的互动;电子钥匙(IDDevice )由用户随身携带,相当于用 户的身份证,用来验证用户的身份,类似于 RKE 的遥控器; LF 天线为接收器与电子钥匙的通信媒介,用于接收和发送射频 信号。