LTE-V2X安全技术白皮书_25页_1mb

LTE-V2X 安全技术总结

核心内容

LTE-V2X 是基于 LTE 网络演进的车联网通信技术，支持 Uu 接口（蜂窝通信）和 PC5 接口（直连通信）。该技术被广泛应用于车联网领域，涵盖车辆与基础设施（V2I）、车辆与行人（V2P）、车辆与车辆（V2V）等多种通信场景。随着其商用化进程加快，系统安全、用户隐私保护和数据完整性成为关键技术挑战。

主要观点

• 安全风险多样化：LTE-V2X 系统面临的安全风险包括网络通信、业务应用、车载终端和路侧设备等多个层面。
• 安全需求明确：系统需要在接入控制、数据传输、用户隐私、消息完整性、抗重放、身份认证等方面满足严格的安全要求。
• 安全机制分层设计：系统安全架构分为网络层和应用层，分别采用不同的安全机制，如 PKI、数字签名、加密、证书管理等。
• 安全基础设施部署：需要建立完整的证书管理系统（CA）以支持应用层安全认证和通信，部署方式可选择集中式或分布式。

关键信息

1. 安全风险分析

1.1 网络通信安全风险

• 蜂窝通信接口：存在假冒终端、伪基站、信令/数据窃听、篡改、重放等风险。
• 直连通信接口：存在消息伪造、隐私泄露、消息风暴、非法接入等风险。

1.2 业务应用安全风险

• 基于云平台的业务：继承移动互联网的安全风险，如假冒用户、非授权访问、数据泄露等。
• 基于直连通信的业务：面临消息篡改、伪造、重放、隐私泄露等风险，对实时性要求高，需精简安全机制。

1.3 车载终端安全风险

• 接口层面：存在物理访问接口被攻击、无线接口被欺骗的风险。
• 设备层面：包括固件逆向、不安全升级、权限滥用、系统漏洞暴露、应用软件风险等。

1.4 路侧设备安全风险

• 非法接入：黑客可能通过有线或无线接口入侵设备。
• 运行环境风险：设备运行过程中可能面临数据篡改、隐私泄露等问题。
• 部署维护风险：设备部署不当可能导致物理安全漏洞。
• 远程升级风险：非法固件升级可能破坏系统完整性。

2. 安全需求

2.1 网络通信安全需求

• 支持双向认证、数据加密、完整性保护、抗重放机制。
• 隐私保护：隐藏真实身份标识及位置信息。

2.2 业务应用安全需求

• 业务数据传输需保证机密性、完整性、抗重放。
• 支持数据源认证，防止假冒终端或伪造数据。

2.3 车载终端与路侧设备安全需求

• 接口安全：访问控制、令牌验证、安全策略设置。
• 设备安全：系统隔离、安全启动、安全升级、安全存储与传输。
• 部署安全：防拆解、位置监控、环境威胁预警。

3. 安全架构及机制

3.1 系统安全架构

• 蜂窝通信场景：包含网络接入安全、网络域安全、认证及密钥管理、车联业务接入安全、车联业务能力开放安全、网络安全能力开放等六个安全域。
• 直连通信场景：包含网络层安全、安全能力支撑、外部网络域安全等三个安全域。

3.2 网络层安全机制

• 蜂窝通信：采用 EPS-AKA 双向认证、GBA/GBA Push 机制、PSK TLS 安全连接等。
• 直连通信：不加密网络层数据，依赖应用层 V5 接口安全机制，如数字签名、用户标识同步、证书验证等。

3.3 应用层安全机制

• 基于 PKI 机制：采用公钥证书体系，包括注册 CA、假名 CA、授权 CA 和证书撤销 CA。
• 安全通信流程：设备使用证书进行身份认证，通过数字签名确保消息完整性，通过证书链验证证书真实性。

4. 安全运营和管理

• 安全运营体系：涵盖数据采集、数据处理、可视化三个层次。
• 数据采集层：收集安全事件和异常行为，包括入侵检测、车内模块、OEM 提供的安全事件等。
• 数据处理层：分析安全事件，结合第三方情报，降低误报率。
• 可视化层：提供安全威胁可视化，便于事件调查、分析与取证。

5. 总结与展望

• LTE-V2X 是 C-V2X 的主流技术方案，具备广泛的业务服务能力。
• 需建立完整的证书管理系统，以支持安全通信和认证。
• 安全机制需分层设计，兼顾效率与安全性。
• 未来将与 5G-V2X、移动边缘计算等技术结合，提升系统性能和安全性。
• 需探索轻量级安全、物理层安全等新技术，以应对更复杂的安全挑战。

主要贡献单位

• 中国移动
• 中国信通院（CAICT）
• 中兴（ZTE）
• 高通（Qualcomm）
• 南京熊猫（Neusoft）
• 毛彦卿大学
• 360
• 四维图新
• 隆基伟世（Yanfeng Visteon）
• 金溢科技（Genvict）
• 千方科技（CHINATRANSINFO）
• 三星（SAMSUNG）
• 信长城

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