3. 车载网络安全威胁 landscape
车载网络安全威胁 landscape 的核心,不是“车会不会被黑”这种二元判断,而是攻击面如何随电子电气架构演进而扩张。传统汽车是封闭的机械系统,现代智能网联汽车则是由数十到上百个 ECU、多个域控制器、车载以太网、蜂窝通信、Wi-Fi/蓝牙、OTA 通道和云端服务共同构成的分布式计算平台。每增加一个对外接口,就增加一条潜在攻击路径;每增加一次软件更新,就增加一个供应链与信任链风险点。理解威胁 landscape,必须同时看三件事:攻击面在哪里、威胁模型如何抽象、真实攻击如何发生。
一、攻击面:从物理接口到云端链路
车载攻击面可以按“距离车辆核心控制网络的距离”分层理解。最外层是远程攻击面,包括蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、GNSS、V2X 和 OTA 服务器;中间层是近场攻击面,包括 USB、OBD-II、诊断接口、充电口和 NFC;最内层是车载网络攻击面,包括 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 和车载以太网。攻击者通常不会一步直达动力控制,而是寻找“入口—跳板—目标”的路径。
例如,信息娱乐系统(IVI)往往同时具备蓝牙、Wi-Fi、USB 和蜂窝连接,一旦被攻破,就可能成为跳板,通过网关或域控制器向 CAN 总线发送伪造报文。OBD-II 接口虽然物理接触要求高,但可直接访问诊断服务,常用于刷写、读取故障码和注入报文。充电口在电动汽车中不仅是能量接口,还可能承载 PLC 通信和诊断数据,成为新的攻击面。
二、威胁模型:STRIDE 与攻击树在车内的落地
威胁模型的作用,是把“可能被攻击”转化为“谁、通过什么路径、达成什么后果、需要什么前提”。在车载场景中,常用 STRIDE 分类:Spoofing(伪造身份)、Tampering(篡改数据)、Repudiation(抵赖)、Information Disclosure(信息泄露)、Denial of Service(拒绝服务)、Elevation of Privilege(权限提升)。例如,CAN 报文没有内置认证,攻击者可以伪造车速、转速或刹车信号,属于 Spoofing 与 Tampering;OTA 包若未严格校验签名,攻击者可替换固件,属于 Tampering 与 Elevation of Privilege。
更贴近工程实践的是攻击树:根节点是“远程控制车辆”,子节点包括“入侵 IVI”“突破网关”“注入 CAN 报文”“绕过安全启动”等。每个子节点再分解为具体条件,如“蓝牙协议栈存在漏洞”“网关未做报文白名单”“诊断服务未鉴权”。攻击树的价值在于把防御资源优先投入到关键路径上,而不是平均用力。
三、典型攻击案例:远程控制、CAN 注入与 OTA 劫持
远程控制的经典案例是 2015 年 Jeep Cherokee 事件。研究人员通过蜂窝网络进入 Uconnect 信息娱乐系统,利用固件更新漏洞写入恶意代码,再通过 CAN 总线发送控制指令,最终实现远程减速、转向和刹车。该事件的关键不是单一漏洞,而是“远程入口 + 车内网络无隔离 + 关键报文无认证”的叠加。
CAN 注入更直接。CAN 总线采用广播式通信,报文 ID 越小优先级越高,且没有源地址认证。攻击者一旦接入总线,就可以持续发送高优先级报文,覆盖真实 ECU 的控制信号。例如,伪造车速信号可干扰仪表和 ADAS;伪造刹车信号可触发制动;伪造转速信号可影响动力输出。常见注入方式包括 OBD-II 直连、恶意诊断设备、被攻破的 IVI 转发,以及通过充电口或以太网网关横向移动。
OTA 劫持则瞄准软件更新链。OTA 流程通常包括:云端生成更新包、签名、下发、车端下载、校验、写入、激活。若签名校验被绕过、下载通道被中间人攻击、或回滚机制不严格,攻击者可推送恶意固件,获得持久化控制权。OTA 劫持的后果往往比单次 CAN 注入更严重,因为它可以修改 ECU 的底层逻辑,甚至关闭安全机制。
| 攻击类型 | 典型入口 | 关键前提 | 主要后果 | 防御重点 |
|---|---|---|---|---|
| 远程控制 | 蜂窝、Wi-Fi、蓝牙 | 远程服务漏洞、网关隔离不足 | 远程操控车辆功能 | 安全启动、网络分段、入侵检测 |
| CAN 注入 | OBD-II、IVI、充电口 | 总线无认证、无白名单 | 伪造控制信号、干扰驾驶 | CAN IDS、报文认证、网关过滤 |
| OTA 劫持 | 云端、下载通道 | 签名校验弱、回滚保护不足 | 持久化恶意固件 | 端到端签名、安全启动、双分区校验 |
四、误区与复盘:不要只盯“入口”,要盯“路径”
常见误区一:认为“物理隔离就安全”。实际上,OBD-II、USB 和充电口都是物理接触入口,维修设备、第三方配件和恶意 U 盘都可能成为攻击载体。
常见误区二:只做入口加固,忽略横向移动。攻击者进入 IVI 后,若网关未做域间隔离,就能轻松到达 CAN 总线。
常见误区三:把 OTA 当作普通软件更新。OTA 涉及签名、传输、存储、激活和回滚,任何一环失守都可能导致整车级风险。
复盘时,建议用“攻击路径图”而不是“漏洞清单”来组织防御。先画出从远程入口到关键执行器的所有可行路径,再在每条路径上标注现有控制措施和缺失控制措施。例如,路径“蜂窝 → IVI → 网关 → CAN → 制动 ECU”上,应依次检查:蜂窝防火墙、IVI 应用沙箱、网关白名单、CAN IDS、制动 ECU 安全启动。只有把威胁模型、攻击面和真实案例放在同一张图上,才能看清哪些是“单点漏洞”,哪些是“系统性缺陷”。
工程实践中,可把本节内容转化为三条检查线:入口线(远程/近场接口是否最小化开放)、路径线(域间隔离与网关过滤是否有效)、目标线(关键 ECU 是否具备认证、安全启动与运行时监控)。三条线同时成立,威胁 landscape 才真正可控。