电动汽车网络安全知多少

近期俄罗斯境内数百辆保时捷车辆锁死，核心原因是其原厂安装的“VTS卫星安防系统在检测到卫星信号连接中断后，被触发执行了最高级别的防盗锁死程序”。受影响车辆均为2013年后生产的搭载该系统的保时捷车型。截至目前，保时捷官方尚未发布正式说明，但有专家推测，故障可能与卫星定位信号发生错误有关。

此次事件的影响是多方面的，从个人安全到行业反思均有波及。

• 安全隐患：部分车辆在行驶中突然失去动力，存在严重安全风险。

• 车辆瘫痪：故障车辆表现为无法启动，如同“砖块”。

• 维修困难：仅约三成车辆可通过断电重启等简易方式恢复，其余需深度检修，维修周期超过3天。

事件的核心矛盾在于，“车主拥有车辆的所有权，但核心的启动控制权却依赖于外部系统”。这暴露了智能网联汽车在极端情况下的潜在脆弱性。

电动汽车与燃油汽车共享大部分架构。然而，它们包含一组不同的硬件模块，用于管理车辆如何发电以及如何产生运动，如图1所示。

电动汽车需要定期给电池充电，为其组件提供电力。为此，电动汽车应连接到充电基础设施，并与其建立充电协议。根据充电协议，基础设施会向电动汽车提供所需的能量。收费可能发生在公共场所（如购物中心或办公室）或私人场所（如家中）。为了防止可能出现的故障，必须仔细管理充电基础设施。当考虑到处理大量电动汽车可能导致停电和其他电网故障的情况时，这一点尤其正确。

电动汽车和充电桩之间的物理连接可以根据不同的标准使用不同的插头来实现，我们可以根据不同的级别对充电桩进行分类。图2显示了不同的充电器级别及其引线特性。

无线充电作为新兴技术，在未来的某些场景将会得到大面积应用。通过无线充电，可以根据电动汽车的移动性创建多种充电场景。事实上，由于没有物理连接，电动汽车既可以在停车时充电，也可以在动态场景中行驶时充电。静态场景类似于前面描述的场景，其中用户在充电设施停车时预订充电会话并从电网接收电力。相反，动态情况需要由多个顺序无线充电发送器组成的适当设计的基础设施。图3显示了电动汽车动态无线充电系统的图形表示。这条街道配备了多个无线充电发射机，部署在街道下方。这些发射器连接到电网，为电动汽车提供充电所需的电力。

电池组是电动汽车的敏感部件。一旦发生故障，它可能会着火甚至爆炸。这种情况会严重伤害乘客，给车主造成经济损失，给制造商造成声誉损失。然而，不那么严重的网络攻击可能会造成经济损失，例如，通过缩短电池的使用寿命，迫使车主过早更换电池。

电池组由BMS管理，BMS通过车辆总线处理与其他ECU的通信。同样，这个渠道已经被证明很容易受到许多网络攻击。表1和2列举了电动汽车面临的电池、控制器和充电方面的一些挑战。

查看表1和2中不同攻击的影响，我们可以得出结论，与电动汽车的网络物理性质相关的许多安全问题可能会影响驾驶员的安全。我们注意到，讨论的一些攻击和对策也可以应用于其他电动汽车资产。尽管如此，我们在综合表3中总结了所有的攻击和对策。尽管许多威胁都涉及到充电基础设施，但最严重的安全威胁与车载网络有关。事实上，电动汽车的电气部件可能会被篡改或损坏，从而使用户受到电击。此外，电动汽车组件日益增加的网络特性导致了来自网络世界和物理世界的信息一致性方面的挑战。最后，人们对无线充电技术在电动汽车上的应用越来越感兴趣，这给CPS带来了巨大的挑战，这些挑战仍然需要妥善解决。

要降低此类风险，需要汽车行业和消费者共同努力：

对于给汽车制造商的建议

• 设计冗余安全机制：安全系统应具备“底线思维”，在信号中断等异常情况下，不应仅依赖单一逻辑（如直接锁死）。

• 保障核心功能自主可控：车辆的基础驾驶功能应尽可能不依赖于持续的外部网络连接或海外服务器认证。

• 提高透明度与应急支持：在退出某市场时，应为存量用户提供清晰的技术支持方案或系统过渡计划。

给消费者的提示

• 了解技术依赖：在购买高度智能化的汽车，尤其是具备远程控制或防盗功能的车型时，应主动向销售方了解其运行原理，特别是“在无网络等情况下的应对机制”。

• 留存应急方案：了解并记录车辆在遭遇类似电子系统故障时的“基础应急操作”（如如何对特定模块进行断电重启），以备不时之需。

  
  

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