Anleitung zur Digitalisierung des Fahrzeugs
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Anleitung zur Digitalisierung des Fahrzeugs
Cybersicherheit ist eine neue Dimension der Qualität von Autos. Ein computergesteuertes Fahrzeug sollte auf einer sicheren Plattform gebaut werden. Und hier haben wir viel zu bieten.
Viele glauben fälschlicherweise, dass das Auto des XXI Jahrhunderts so ein gut ausgeklügeltes «Eisen» ist. Selbstverständlich mit dem Layout für verschiedene Geldbörsen, aber immer noch «Eisen»: Karosserie, Motor, Räder, Lenkrad mit Pedalen. Und irgendwo dort, im Hintergrund, «in der Tiefe der sibirischen Erze", gibt es noch einige Computer, die mit all dem etwas tun, und wie anders, denn die Bilder auf dem Armaturenbrett sind immer digitaler und nicht mechanischer Zeiger mit Indikatoren.
Ein modernes Auto ist kein "Eisen mit digitalen Füllungen", sondern umgekehrt. Auto = Bordcomputer. Für den Glanz und die Highlights der Erzählung nennen wir es Cybermobbing — das ist modern und modisch, und der Absatz dieses Textes beginnt mit dem Auftakt zu fantastischen Wendungen in unserer Geschichte. So wird es sein, sehr geehrte Damen und Herren! - aber später. Hier werde ich mich nur auf einen kurzen Satz beschränken: Das Auto unseres Jahrhunderts ist ein Computer, der das technologische Bodykit steuert — Motor und Bremsen, Scheinwerfer und Blinker, Scheibenwischer und Klimaanlage, und alles andere auch.
Früher hatte die Handbremse einen speziellen Griff - absolut mechanisch, der beim Bremsen den charakteristischen metallischen Klang «trrrr» hervorbrachte — erinnern Sie sich? Und jetzt ist es in den meisten Fällen nur ein Knopf. Genau das meine ich! Es gab eine Mechanik und es wurde ein Computerknopf. Und so ist es überall und mit allem!
Es sollte sofort darauf hingewiesen werden, dass die meisten von uns durch Trägheit weiterhin glauben, dass unbemannte Autos ein Computer sind, der das Auto fährt. Und wenn eine Person ein Fahrzeug fährt, dann ist es nicht so. Was двурукий-erectus nach Alter Tradition selbst trägt seine körperlichen Muskelbewegungen Bemühungen auf lenkrad und Pedale-Gas-Bremse-Kupplung, somit direkt Auswirkungen auf die mechanische.
Leider möchte ich Illusionen zerstreuen.
Ein kurzer Kurs zur Geschichte der Digitalisierung von Autos
Von diesem Thema begeisterte Kenner behaupten, dass der Beginn der Computerisierung von Automobilprodukten als das Aufkommen des Transistorradios im Jahr 1955 angesehen werden kann, das Chrysler als Option anbot. Und wenn die «religiösen» Gründen nicht erlauben, als Radio wahrlich, Automobil fichey sein, dann Beginn kann als elektronische Zündung, Anti-Blockier-oder elektronischen Motorsteuerung, die vorschlugen, Pontiac, Chrysler und GM in 1963-1971-1979 Jahren (mehr Infos hier).
Die Komponenten der Fahrzeuge wurden dann immer elektronischer, dann digitaler (hier ist es schwierig, eine klare Linie zu ziehen), aber ich würde immer noch den Beginn der digitalen Revolution in der Automobiltechnik im Februar 1986 betrachten, als die Robert Bosch GmbH auf dem Kongress der Automobilingenieure (SAE) das CAN — controller area network (digitales Kommunikationsprotokoll für elektronische Fahrzeugkomponenten) der Welt vorstellte. Neugierig behaupten Kenner dieses Themas und seriöse Internetquellen, dass dieses Netzwerkprotokoll auch heute noch das häufigste ist und in fast jedem Serienfahrzeug vorhanden ist (in Ihren, lieben Lesern, darunter auch Zuschauern!).
Derzeit werden bei der Entwicklung verschiedener Kommunikationsprotokolle sogenannte Drive by Wire-Technologien (ohne mechanische Antriebe) bei der Entwicklung moderner Fahrzeuge verwendet, darunter: elektronisches Gaspedal, Bremspedal (Toyota, Ford und GM verwenden es seit 1998 in ihren Hybriden und Elektrofahrzeugen), elektronische Parkbremse, elektronische Gangschaltung, elektronische Lenkung (die ersten waren Infinity mit dem Q50-Modell im Jahr 2014).
Im Jahr 2000 setzt Honda auf das serienmäßige S2000 EPS (Electric Power Steering) -System, das unter bestimmten Bedingungen das Lenkrad anstelle eines Menschen drehen kann. Seit 2001 kommuniziert das Getriebe nur über Drähte mit dem Menschen (früher war es sogar ein Seil). Dann begannen die elektronischen Startknöpfe, die es ermöglichten, den Motor neben dem Fahrer zu steuern, massiv einzuführen. Seit 2010 gewinnt die Mode an Dynamik für vollständig grafische Dashboards, die alles ausgeben können. Die Elektronik des Körpers (Türen, Schlösser, Fenster usw.) ist seit 2015 bei fast allen Herstellern an einen speziellen Computer gebunden und hat ihre Entscheidungsautonomie. Alle Informationen über die Welt um Sie herum (Kameras, Assistenten, Radar usw. und sogar Mikrofone!) verfügbar über den internen Bus, in der Cloud lesen.
Und ich werde diesen kurzen historischen Rundgang mit einem wichtigen Dokument abschließen, das im vergangenen Jahr von der UNO verabschiedet wurde und Standards für die vollständige Digitalisierung des Bremspedals eingeführt hat. Zuvor musste die elektronische Pedalsteuerung unbedingt durch ein physisches Kabel dupliziert werden.
Verbinden Sie sich oder sterben Sie. Auf welchen Betriebssystemen fahren moderne Autos? Keine Überraschungen erwarten Sie hier, es gibt wenige neue Namen. In Autos werden mehrere Betriebssysteme verwendet, hauptsächlich Windows, Linux, QNX, Android. Am häufigsten sind QNX und Linux, aber Analysten sagen einen großen Anstieg des Android-Anteils voraus. By the way, erfordert jede Software Updates-Upgrades, Autosoft ist keine Ausnahme. Über die Größe von Updates für Autosoft und fragen Sie nicht, böse Experten-Sprachen verleumden Dutzende von Gigabyte (!) pro Update.
Nächster kurzer Halt, bevor wir zum «Hauptgericht» gehen: Wenn es einen Computer mit Software und sogar Updates gibt, dann muss diese ganze «Küche auf Rädern» mit dem Internet verbunden sein. Ja oder nein? Ist Ihr Auto mit dem Internet verbunden? Immer noch nicht? Du bist hinter dem Leben zurückgeblieben und ein bisschen «nicht im Trend». Oder ich weiß es nicht. Aber keine Sorge - der Trend wird bald zu Ihnen kommen. Ab 2017 müssen alle in Russland verkauften Fahrzeuge das ERA-GLONASS-System an Bord haben und damit an das Datennetz angeschlossen werden. In Europa heißt ein ähnliches System eCall und wurde im April 2018 für alle neuen Maschinen obligatorisch.
Die Anzahl der angeschlossenen Fahrzeuge (connected car = das mit der «Cloud» des Autoherstellers verbundene Fahrzeug) wächst ständig und nähert sich schnell 100%. Ja, in einigen Ländern gibt es Einschränkungen für solche Autos, aber sie sind veralteter gesetzlicher Natur und werden mit der Zeit unvermeidlich überarbeitet.
Das erste im modernen Sinne vernetzte Auto erschien 1996: Es war das Ergebnis einer Zusammenarbeit von GM und Motorola Automotive, die zur Entstehung des Telematiksystems OnStar führte. Ein System, das sich im Falle eines Unfalls selbstständig mit dem Betreiber des Rettungsdienstes verbinden konnte. Erinnern Sie sich an die Szene mit dem Autodiebstahl in «Hard Nuss 4«? Genau das ist es.
Die Ferndiagnose des Fahrzeugs wurde 2001 eingeführt, und im Jahr 2003 wurde das angeschlossene Fahrzeug dem Hersteller beigebracht, Berichte über den Zustand der Bordsysteme zu senden. Data-only-Telematikblöcke wurden 2007 von der Industrie angeboten.
Im Sommer 2014 bot Audi als erstes die Option an, 4G-LTE-WiFi-Hotspots für ihre Autos zu installieren. Im Jahr 2015 hat GM die Hotspots serienmäßig an alle ihre Maschinen geschraubt und mehr als eine Milliarde Telematikberichte von Kunden erhalten. Heute sammeln Autohersteller nicht nur Telemetrie, sondern fangen auch an, sie zu monetarisieren: Die erste Geige spielt hier BMW. Sie «pionieren" die Konvergenz von Smartphones und Autos.
Licht am Ende des Tunnels. Im Allgemeinen ist die Revolution in der Automobilindustrie — sie soll bereits an ihren Fingerspitzen sein. Aber diese revolutionären Traumwohnungen trennen erhebliche Barrieren legislativen und technischen Charakters von der harten Realität.
Das neue Autoparadigma kann nicht auf die moderne Architektur der Automobilelektronik gespannt werden. Unter der Haube des Autos befinden sich jetzt anderthalb hundert elektronische Blöcke, die von verschiedenen Herstellern zu unterschiedlichen Zeiten entwickelt wurden, nach unterschiedlichen Standards und ohne Berücksichtigung der Cyberbedrohungslandschaft dieses neuen Autoparadigmas.
Es ist absolut unmöglich, eine helle V2X-Zukunft auf diesem «Zoo von Babylon» zu bauen, und die Autohersteller verstehen das vollkommen (es gibt viele Beispiele, wie es weh tut, und noch mehr Beispiele sind nicht in die Presse gekommen). Insgesamt: Egal wie brillant die Fortschritte in der Entwicklung, sagen wir, unbemannter Technologien sind, ihre praktische Einführung ruht in einer Sackgasse der Unmöglichkeit, sie auf der modernen Architektur anzuwenden!
Solche Sackgassen treten häufig auf - denken Sie mindestens an den langjährigen Dualismus zweier parallel existierender Windows-Architekturen (9x und NT). Wenn ich die Erfahrungen aus der Krise auf die Autoindustrie projiziere, sehe ich zwei Möglichkeiten.
Die erste ist billig, schnell und falsch — zu versuchen, die Eule auf den Globus zu ziehen und den bestehenden Zoo mit programmatischen «Krücken» und komplexen Standards irgendwie auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen. "Falsch" — denn so lange du "Schokolade" sagst, bleibt ein Sojabohnenriegel ein Sojabohnenriegel. Eine solche Entscheidung wird die Umsetzung der zweiten Option nur verzögern, aber leider höchstwahrscheinlich mit menschlichen Opfern, Reputationsschäden und erheblichen Verlusten.
Die zweite - richtige - Option besteht darin, eine neue Architektur von Grund auf neu zu erstellen, die auf drei Hauptprinzipien basiert:
Und wenn die Autoindustrie Erfahrung in der Umsetzung der ersten beiden Prinzipien hat, wird das Problem im dritten am besten von einem Experten gelöst, der Kenntnisse über die Cyberbedrohungslandschaft hat und eine Lösung anbieten kann. Zukünftige «Smart Cars» werden in Szenarien gehackt, die denen von Computern und Netzwerken ähnlich sind, und denen, wie wir sie nicht kennen, sind sie bekannt? Und das letzte Stück des Puzzles - ja, wir haben viel zu bieten!
Wir entwickeln seit 2016 eine spezielle Richtung für Lösungen zum Schutz von Transportsystemen. Im Jahr 2017 haben wir den ersten »Projektilansatz" entwickelt, um einen Prototyp für ein sicheres Verbindungsmodul zu entwickeln, um die Kommunikation zwischen Komponenten und der externen Infrastruktur zu schützen. Jetzt hat unser Portfolio bereits eine fertige Plattform auf dem Betriebssystem KasperskyOS für die Entwicklung elektronischer Fahrzeugkomponenten.
Im Juni dieses ungewöhnlichen Jahres gab es ein weiteres bedeutendes Ereignis, das ich im Einzelnen und ausführlich beschreiben möchte: Gemeinsam mit der großen Ingenieurgesellschaft AVL Software and Functions GmbH haben wir die Entwicklung einer elektronischen Steuereinheit ADAS (adaptives Fahrerassistenzsystem, das auch das Unfallrisiko reduziert) angekündigt, die auf dieser Plattform arbeitet.
Die Einheit besteht aus zwei hochleistungsfähigen Ein-Chip-Systemen und einem Sicherheitscontroller, ermöglicht den Anschluss einer Vielzahl externer Geräte (Kameras, Lidar, Sensoren usw.) und unterstützt den neu entwickelten Standard der AUTOSAR Adaptive Platform. Diese Konfiguration bietet einerseits den gleichen Secure by Design-Schutz (mehr dazu hier) und eröffnet andererseits den Horizont der Möglichkeiten zum Installieren, Konfigurieren und Aktualisieren von Fahrzeugfunktionen — etwa wie auf einem Smartphone aus dem App Store!
Selbst wenn eine Schwachstelle in einer Maschinenkomponente entdeckt wird, können Hacker keine gefährlichen Befehle ausführen oder auf andere Komponenten zugreifen. Alle Prozesse sind vollständig isoliert und ihr Verhalten wird vom Sicherheitssubsystem gemäß den konfigurierbaren Regeln gefiltert.
Epilog. Daumen hoch - wir haben sehr ernste Trümpfe für den Erfolg in der Automobilautomatisierung. Obwohl es ein ziemlich beengter Markt ist, haben wir keine Konkurrenten in Sachen Cybersicherheit. Als Mitglieder der GENIVI- und AUTOSAR-Allianzen beobachten Sie verschiedene Foren (wie UNECE WP.29) und durch Branchenaktivitäten sehen wir verschiedene Versuche, eine neue Architektur zu bauen, einschließlich Linux (ich sitze nicht freiwillig in eine solche Maschine), aber keine von ihnen bietet einen breiten Horizont an Möglichkeiten und eine mathematisch erwiesene Formel für Security by design, die dann nicht mit «Krücken» gesichert und mit unterstützenden Technologien verarscht werden muss. Eine von Grund auf neu geschriebene Mikro—Kern-Architektur mit kompaktem Code, granulare Regeln für die Interaktion von Komponenten, vollständige Prozessisolation, sichere Adressräume, Default Deny-Konzept, Open Source für Kunden und Beispiele für erfolgreiche Implementierungen - diese Merkmale unseres Betriebssystems ziehen Autohersteller an, die zuverlässig und langfristig arbeiten wollen.
Das ist jedoch nicht alles, was sie anzieht. Neben der sogenannten In-Vehicle-Sicherheit haben wir ein beeindruckendes Portfolio an Infrastrukturlösungen und -services. Das Auto der Zukunft zu schützen, ist die halbe Miete. Und weiter entlang der Kette: Sichern Sie Ihre Daten im Backend, einschließlich verschiedener Endpoint-Knoten, Cloud-Audits, damit nichts von dort aus fließt, entwickeln Sie sichere mobile Anwendungen, Schutz vor Betrug, Supply Chain Control, Infrastrukturpentesting und vieles mehr. Wer möchte, um dieses Problem zu lösen, den Zoo besuchen und Krümel von einem Dutzend verschiedener Anbieter sammeln?