咱们一同聊聊车联网技术与安保
1.引 言
车联网的概念源于物联网[1]，即车辆物联网，是以行驶中的车辆为消息感知对象，借助新一代消息通讯技术，成功车与X（即车与车、人、路、服务平台）之间的网络衔接。车联网的外围指标[2]在于优化车辆的全体智能驾驶水平，为用户提供愈加安保、温馨、智能、高效的驾驶体验和交通服务，同时提高交通运转效率，促成社会交通服务的智能化开展。其外围指标包含优化交通安保、优化交通流量、缩小动力消耗和环境污染。
国内上关键驳回两大V2X技术路途：DSRC[3]和C-V2X。美国早期关键规划了DSRC技术，而我国目前主导的是C-V2X技术。DSRC，即公用短程通讯技术（Dedicated Short Range Communication），已有较长的开展历史，并被美国、日本等国度宽泛接受，构成了完善的规范体系和产业规划。C-V2X，即基于蜂窝网络的车辆对外通讯技术（Cellular-V2X），附丽于蜂窝移动网络的兴起，正处于极速开展阶段，遭到了中国、欧盟等国度和地域的高度关注和注重。
DSRC通讯系统关键由路侧单元（RSU, Road Side Unit）、车载单元（OBU, On Board Unit）和控制中心组成。RSU和OBU经过构建路边网络与控制中心启动消息替换，基于射频识别技术成功无线传输，确保消息的安保牢靠传递。
图1 DSRC车联网场景的通讯系统结构
C-V2X（Cellular Vehicle-to-Everything）[4]是中国主导的车联网无线通讯技术，基于4G/5G等蜂窝网通讯技术的演进，涵盖了LTE-V2X（基于常年演进技术的车联网通讯）和未来5G网络下的NR-V2X系统。C-V2X经过应用现有的LTE网络基础设备，成功了车与车（V2V）、车与路途（V2I）、车与行人（V2P）、车与网络（V2N）之间的消息交互。它不只能够平滑地向更复杂的车联网场景演进，还具有高牢靠性、大带宽和低提前等优势。未来，C-V2X有望在智能交通、智能驾驶、车联网安保等方面施展关键作用，为交通系统的智能化和高效化提供松软的技术支持。
图2C-V2X车联网场景的通讯系统架构
从图1和图2所示，RSU在车联网[5]中充任消息传输的关键枢纽，衔接车辆、行人、云主机和MEC主机。在DSRC和C-V2X架构中，RSU经过V2I通讯间接与车辆互动，并在C-V2X中裁减到与外围网的V2N通讯。作为网络结构中的外围节点，RSU担任数据搜集、散发和不同通讯技术间的桥接，确保消息传输的延续性和宽泛笼罩。它经过无线通讯技术（如DSRC、C-V2X）与车辆上的车载单元（OBU, On-Board Unit）启动数据替换。RSU将路途状况、交通讯号、和其余基础设备消息实时传递给车辆，同时接纳车辆的形态消息，反应给交通治理系统或其余车辆。
RSU通常部署在路途两侧或交通设备上，具有以下关键性能：
2.空口安保
在V2X系统中，空口（Air Interface）指的是车辆与RSU之间的无线通讯链路[6]。空口是车联网通讯的关键环节，担任传输车辆与RSU之间的各种数据，如车辆的位置消息、速度、交通状况等。经过空口，车辆可以实时失掉路途基础设备和其余车辆的灵活消息，成功车与路、车与车的协同和智能化治理。空口不只是数据传输的通道，也是车联网系统中消息交互的外围枢纽，确保了整个系统的实时性和高效性。但是，空口安片面临着诸多的要挟与应战：
面对上述的要挟与应战，很多对于空口安保的技术被提出：
1）加密技术
图4 非对称加密环节
2）身份认证
3）入侵检测与进攻系统
3.未来展望
未来，车联网中车与RSU衔接的空口安保将面临更复杂的应战。随着量子计算的崛起，传统加密算法或许被破解，因此未来须要驳回更强的抗量子明码学和轻量化安保打算，以确保在不参与计算累赘的状况下提供更高的安保性。人工智能和机器学习将成为空口安保的关键防护手腕[7]，特意是在入侵检测和进攻系统中。经过实时剖析通讯流量，AI可以预测和应答潜在要挟，提高车联网的安保照应速度和成果。同时，零信赖架构将逐渐遍及，经过继续的身份验证和访问控制，进一步优化系统的安保性。这些技术提高将有效应答车联网空口安保的未来应战。
4.总 结
在车联网（V2X）系统中，路边终端（RSU）与车辆之间的空口通讯安保是一个关键且复杂的疑问。空口作为车辆与RSU之间的无线通讯链路，是车联网消息交互的外围枢纽，确保整个系统的实时性和高效性。但是，这种无线链路也面临多种安保要挟，包含信号窃听、数据窜改、合法接入、拒绝服务攻打（DoS）、身份伪造、两边人攻打和无线信号搅扰等。
总结来说，车联网的空口安保不只关乎数据的秘密性、完整性和可用性，还间接影响到车辆的安保驾驶和交通治理系统的牢靠性。为了应答这些应战，须要驳回多档次的安保技术，如加密技术、身份认证、入侵检测与进攻系统、密钥治理技术等。此外，面对未来量子计算技术的开展，传统的加密算法或许会失效，因此须要驳回更强的抗量子明码学算法和轻量化安保打算。同时，人工智能和机器学习将在实时剖析和预测潜在要挟中施展关键作用，零信赖架构和区块链技术也将成为未来优化空口安保的关键手腕。
总之，确保车联网路边终端衔接中的空口安保，须要不时完善现有的安保战略，优化技术手腕，坚持对新兴要挟的极速照应和顺应才干，以保证车联网系统的稳固运转和安保通讯。
参考文献
[1] 井骁. 浅析车联网技术与运行[J]. 上海汽车, 2019, 4: 9-12.
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[3] Kenney J B. Dedicated short-range communications (DSRC) standards in the United States[J]. Proceedings of the IEEE, 2011, 99(7): 1162-1182.
[4] Chen S, Hu J, Shi Y, et al. A vision of C-V2X: Technologies, field testing, and challenges with Chinese development[J]. IEEE Internet of Things Journal, 2020, 7(5): 3872-3881.
[5] Salahuddin M A, Al-Fuqaha A, Guizani M. Software-defined networking for rsu clouds in support of the internet of vehicles[J]. IEEE Internet of Things journal, 2014, 2(2): 133-144.
[6] Kim S Y, Baik I K, Lim S S. An Implementation Of WLL RSU Based On W-CDMA[C]//1997 International Conference on Consumer Electronics. IEEE, 1997: 446-447.
[7] Rawashdeh Z Y, Mahmud S M. Admission control for roadside units based on virtual air-time transmissions[C]//2011 IEEE Global Telecommunications Conference-GLOBECOM 2011. IEEE, 2011: 1-6.
[8] 廖竣锴, 冯中华. LTE 无线空口安保要挟剖析[J]. 通讯技术, 2017, 50(6): 1257-1263.
