探究汽車內電子元件的弱點是件風險很大的任務，一方面，汽車產業到目前為止并沒有真正經歷過因為駭客攻擊而導致的悲劇，談起這個似乎有“制造恐慌”之嫌；另一方面，汽車安全對這個產業界的大多數人──包括芯片供應商、模組開發商，以及當然，汽車廠商──來說，是相對仍新的議題。

　　汽車的可靠性在供應商們心目中一直都很高，因此其安全性也不被注意了好一段時間；而幾十年來，汽車與外界的連結性并沒有像現在如此之高。但在過去幾年，汽車產業的心態開始出現變化；如恩智浦半導體（NXP）汽車系統與應用部門工程主管Dirk Besenbruch所言，一篇在2011年出爐的《汽車攻擊面的綜合實驗性分析》報告成了轉捩點。【參考：你的汽車有可能被駭客攻擊嗎？】

　　需要澄清的是，產業界并沒有忽略連網汽車可能面臨的面臨風險，他們也沒有停滯不前。在飛思卡爾半導體（Freescale）負責32位車用SoC開發的 Richard Soja表示，包括BMW與Audi在內的數家汽車廠商，合作開發了一個名為 SHE （Secure Hardware Extension，安全硬件擴充）的規格，旨在為汽車內不同模組間的安全通訊提供協議。

　　此外Soja指出，也有些廠商正在合作一項由歐盟贊助的計畫“EVITA （E-Safety Vehicle Intrusion Protected Applications）”，目標是擬定一套準則，讓制造商能因應各項安全功能；該計畫已經在2011年底結案。不過，有鑑于汽車產業較長的產品開發時程（約五年），要看到配備全新安全功能的車輛上路，可能還需要等上一段時間。

　　無論如何，汽車安全對半導體廠商來說是一個新商機，讓他們得以展現安全技術方面的長才，為汽車添加安全元素，甚至說服汽車制造商以全新開發的安全SoC取代現有的車用微控制器（MCU）。

　　如恩智浦很早就意識到，汽車安全能獲益于該公司開發“安全元素”──已經成功佈署于上百萬張智慧卡中──的經驗與專長；Besenbruch表示，恩智浦的汽車安全解決方案，利用了經過“現場實證”的智慧卡技術，并提供獨立的安全性元素。

　　恩智浦的方案與部分競爭對手，例如英飛凌（Infineon）的策略顯然不同，英飛凌正在重新設計整個MCU架構，以打造嵌入式安全模組；雖然嵌入式安全模組對高階車款來說會是不錯的方案，不過Besenbruch認為，改變整個微控制器架構意味著被某種特定的MCU鎖定。

　　而恩智浦則是標榜其獨立安全性元素解決方案的彈性；考量到汽車產業的產品週期以及對可靠性的需求，恩智浦認為其彈性解決方案能為汽車廠商帶來更多選擇，在更短的時間內針對特定駭客攻擊模式著手推出保護方法。

　　但現實狀況是，當汽車可能擁有許多弱點，可能必須針對每個部位提供不同等級的安全性技術等級。Besenbruch表示，提升安全性以防止人為操控車內網路是很重要的，可是：“你必須謹慎觀察你所需要保護的東西。”他解釋，強化安全性并不該影響到汽車性能，你不會希望為了汽車系統需要經過驗證，而使得煞車時間延遲。

　　Besenbruch指出，正確的解決方案應該要與現有的架構和系統相容：“目前的硬件平臺與軟件元素需要的修改應該盡可能最少。”在此前提下，恩智浦的提案是藉由“整合一個僅允許經授權寫入/讀取的安全存儲器區域”來保護“現有與未來的系統”。

　　恩智浦相信，將一個稱為“信任錨（trust anchor）”的可信賴元素整合至安全性相關電子控制單元（ECU），能實現資料的保護。所謂的“信任錨”，也就是安全微控制器，并非是新的概念，已經應用在信用卡與手機的SIM卡中，恩智浦正是該領域的技術供應商之一。

　　ECU架構內的安全元素 （NXP提供）

　　今日的安全性處理器包含了安全存儲器區塊、加密協同處理器，能管理認證、私人金鑰（private keys），并產生公共金鑰（public keys）。透過將該種安全性處理器（例如以恩智浦A700x產品系列為基礎──已經出現在其他需求安全性的工業應用中）添加至ECU，結合現有的車用微控制器，恩智浦可提供的安全性相關功能包括：

　　˙安全閘道器防火墻，相關通訊必須經過授權才能通過相關的子匯流排；

　　˙安全性儲存，以避免錯誤的日志或是里程數；需要通過授權才能寫入；

　　˙安全開機（boot），這可以確保個別ECU的軟件未被攻擊；

　　˙更換電子零件時的認證，只有通過授權的ECU能被導入車用網路；

　　˙經由受保護連結注冊外部服務，此安全性元素能提供VPN與HTTPS資料連結。

　　當然，為了決定是那一個ECU需要配備“信任錨”，得先定義有哪些汽車功能與應用程式需要確保不受駭客攻擊。根據Besenbruch表示，汽車可能遭遇的駭客攻擊，包括里程數被竄改、未經授權的定位，或是因為MP3檔案內的惡意程式導致車用電話透過藍牙被竊聽，以及透過操控ECU軟件使得芯片設定被更動。

　　根據那些容易受到攻擊之功能在車內網路上的位置，Besenbruch表示，安全元素應該在本地提供保護功能：“透過儲存、呼叫或是授權ECU主微控制器所使用的資料，或是保護與其他ECU的連結。”此外：“能避免軟件受到人為操控的安全開機演算法，應該所有案例都需要。”

　　Besenbruch 特別指出，還有另一個與汽車安全有關的角度是不應該被忽略的，那就是供應鏈可能產生的弱點。在模組制造過程中保護所安裝ECU金鑰與機密至關重要，汽車制造商必須指定那些伙伴負責安裝安全元素、誰負責安裝ECU內的金鑰，以及在供應鏈中的每個階段任務分配是如何被管理。

　　在這方面，恩智浦表示，該公司在金融應用領域與銀行、信用卡供應鏈的工作程序經驗，也能應用于汽車制造領域。

編譯：Judith Cheng

作者：Junko Yoshida

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