IMT-2020（5G）推进组-LTE-V2X安全技术白皮书-2019.7-25页_1mb

报告摘要

LTE-V2X 安全技术总结

核心内容

LTE-V2X（基于LTE的车联网通信技术）作为C-V2X技术的重要组成部分，通过Uu接口（蜂窝通信）和PC5接口（直连通信）实现车辆与一切（V2X）的通信。该技术在提升交通效率和智能化水平的同时，也带来了诸多安全挑战，包括网络通信、业务应用、车载终端和路侧设备等方面的安全风险。因此，本白皮书系统分析了这些风险，并提出了相应的安全需求、架构及机制，以保障LTE-V2X车联网系统的通信安全和用户隐私。

主要观点

LTE-V2X系统架构：系统由云、管、端组成，涉及蜂窝通信和直连通信两种场景，分别对应不同的安全机制和架构。
安全风险：涵盖网络通信、业务应用、车载终端、路侧设备等多方面，包括假冒终端、数据篡改、隐私泄露、消息风暴、非法接入、设备漏洞等。
安全需求：包括双向认证、数据加密、完整性保护、抗重放机制、用户身份与位置信息隐藏等，以确保通信安全和隐私保护。
安全架构：分为网络层和应用层，分别设计了安全机制，如网络域安全、认证及密钥管理、安全能力支撑等。
CA基础设施：为了支持应用层安全机制，需要建立完整的CA（证书授权）系统，实现证书颁发、撤销、管理等功能。
部署方案：包括集中式和分布式两种部署方式，各有优缺点，需根据业务管理模式进行选择。
安全运营与管理：通过数据采集、处理、可视化等手段实现对安全事件的全生命周期管理，提高系统的安全防御能力。
未来展望：随着5G-V2X技术的发展，LTE-V2X将逐步演进，结合移动边缘计算、网络切片等新技术，进一步提升安全性能和系统效率。

关键信息

安全风险分析

风险类型	具体风险内容
网络通信	假冒终端、伪基站、信令/数据窃听、篡改、重放、用户隐私泄露等。
业务应用	假冒用户、消息篡改/伪造/重放、隐私泄露、消息风暴等。
车载终端	接口层面攻击（如调试接口、物理接口）、设备层面攻击（如固件逆向、系统漏洞）。
路侧设备	非法接入、运行环境风险、设备漏洞、远程升级风险、部署维护风险等。

安全需求

部分	安全需求
网络通信	双向认证、数据加密、完整性保护、抗重放保护、用户身份与位置信息隐藏。
业务应用	数据源认证、消息完整性及抗重放保护、消息机密性、用户隐私保护。
车载终端与路侧设备	接口安全防护、设备隔离、安全启动与升级、安全存储与传输、部署环境安全机制。

安全架构及机制

网络层安全机制：
- 蜂窝通信场景：包括网络接入安全、网络域安全、认证及密钥管理、业务接入安全、业务能力开放安全、网络能力开放。
- 直连通信场景：包括网络层安全、安全能力支撑、外部网络域安全。
应用层安全机制：
- 使用PKI机制进行设备间的安全认证与通信。
- 基于数字签名确保消息完整性。
- CA基础设施支持证书颁发、撤销、管理等功能。

CA部署方案

集中式部署方案：
- 采用单一根CA，管理注册CA、假名CA、授权CA等子CA。
- 优点：管理简单；缺点：需重新建立CA体系，无法重用现有系统。
分布式部署方案：
- 采用多根CA，通过交叉认证实现可信PKI体系。
- 优点：可对接现有CA系统；缺点：增加消息处理时延和长度。

安全运营与管理

数据采集层：负责安全事件和异常行为的采集，包括IDPS事件、模块安全事件等。
数据处理层：进行安全事件分析、去重、威胁情报整合，降低误报率。
可视化层：呈现安全威胁和风险，支持事件调查、分析和取证。

结论

LTE-V2X车联网系统在实现高效通信的同时，也面临多种安全挑战。为此，系统需在多个层面构建完善的安全机制，包括网络层和应用层，采用PKI体系支持安全认证与通信。CA基础设施的部署需根据业务管理模式进行选择，集中式和分布式各有优劣。此外，车联网安全运营与管理体系应具备全生命周期的监测与管理能力，以提高系统整体的安全防御水平。随着5G技术的发展，LTE-V2X将逐步向更高效、更安全的方向演进，未来可结合轻量级安全、物理层安全等新技术进一步优化系统安全性能。