引言

最近再看车联网安全相关内容，本文介绍一下关于网联汽车软件部分的内容，当然没有全部包含，大部分车辆集成内容都已包括，其中部分加了图例，后续打算针对零部件安全方面都进行一些分享，欢迎各位同学补充说明~

Tip：有些车辆软硬件没法区分的很严谨，只是广义的进行了区分，请各位且看且珍惜~

1.    车载操作系统（Vehicle Operating System）

网联汽车操作系统是一种特定于网联汽车的操作系统，运行在车辆电子控制单元（ECU）上的软件系统，旨在支持和管理车辆内部的各种功能和外部网络的连接。它是整个网联汽车系统的核心软件，负责协调和控制车辆的各种计算、通信和控制任务。，用于管理和控制车辆的各种功能和子系统。

QNX

QNX是一种实时操作系统，由加拿大的QNX Software Systems开发。它具有高度可靠性、安全性和实时性能，被广泛用于汽车领域。QNX操作系统支持多核处理器和多任务处理，能够同时运行多个应用程序，并提供强大的网络和通信功能。QNX在汽车的应用包括车载娱乐系统、导航系统、车身控制等

Linux

Linux 是一种开源操作系统，被广泛用于各种领域，包括车载系统。许多汽车制造商和供应商选择在车载系统中使用定制化的 Linux 操作系统，以满足特定需求和功能。

Android Automotive

Android Auto 是由 Google 开发的车载操作系统，基于 Android 平台。它允许驾驶员使用车载显示屏和控制单元与手机进行连接，访问和控制手机上的应用程序，如导航、音乐、通话和消息等。Android Auto 支持语音识别和控制，以提供更安全和便捷的使用体验。

Windows Embedded Automotive

Windows Embedded Automotive 是由微软开发的车载操作系统。它提供了车载娱乐、导航和通信功能，并支持与其他 Windows 设备的连接和集成。

安全风险：操作系统漏洞、恶意应用程序、未经授权的访问、远程代码执行。

2.    车载应用程序（In-Vehicle Applications）

车载应用程序是安装在车辆上的软件程序，为车主和乘客提供各种功能和服务

导航应用程序

提供车辆导航和路线规划功能，包括实时地图、语音导航和交通信息等。它可以帮助驾驶者找到目的地并选择最佳路线。

汽车卫星导航系统需要依靠全球定位系统(GPS)来确定汽车的位置。最基本的，GPS需要知道汽车的经度和纬度。在某些特殊情况下，GPS还要知道海拔高度才能准确定位。有了这三组数据，GPS定位的准确性经常就可以达到2～3米。 因为GPS需要汽车导航系统在同步卫星的直接视线之内才能工作，所以隧道、桥梁、或是高层建筑物都会挡住这直接视线，使得导航系统无法工作

媒体播放应用程序

用于播放音乐、广播、Podcast和其他媒体内容。它通常具有用户界面，可让驾驶者选择音乐来源、频道和播放列表。

电话和通信应用程序

包括蓝牙电话、语音命令和车载通信功能。它使驾驶者能够通过车辆系统与手机进行蓝牙连接，并进行电话通话、接听/拒接电话以及发送/接收短信等操作。

车辆信息和诊断应用程序

提供车辆状态监测、油耗信息、故障码读取等功能。它可以显示车辆的实时数据和诊断信息，帮助驾驶者了解车辆的性能和健康状况。

智能助理应用程序

与智能助理平台集成，如Apple CarPlay、Android Auto等。它提供语音控制和智能助理功能，允许驾驶者通过语音指令执行各种操作，如导航、音乐控制和信息查询等。

天气应用程序

提供实时天气信息和天气预报。它可以向驾驶者显示当前天气状况、温度、降水概率和未来天气预测，帮助驾驶者做出合理的行车决策。

车辆设置和配置应用程序

用于调整车辆设置和个性化配置，如座椅调节、音频设置等。它提供用户界面，让驾驶者根据自己的偏好进行车辆设置和调整。

娱乐应用程序

包括音乐播放器、视频播放器和游戏应用等。它们提供多媒体娱乐功能，让驾驶者和乘客在行程中享受音乐、视频和游戏等娱乐内容。

停车辅助应用程序

提供停车场地图、停车位搜索和预订等功能，帮助驾驶者轻松找到合适的停车位。

远程启动应用程序

允许车主通过智能手机远程启动车辆的引擎，以便在冷启动前预热车内环境。

节能驾驶应用程序

分析车辆行驶数据，提供驾驶建议和技巧，以帮助驾驶者节省燃油消耗和提高燃油经济性。

车载摄像头应用程序

与车辆上的摄像头系统配合使用，提供全景监控、盲点检测和倒车辅助等功能，增加驾驶安全性。

远程控制应用程序

允许车主通过智能手机或其他远程设备远程控制车辆的锁定、解锁、车窗控制等功能。

高级驾驶辅助系统（ADAS）应用程序

通过安装在车上的各式各样传感器（毫米波雷达、激光雷达、单双目摄像头以及卫星导航），在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险或主动采取措施预防危险。与车辆的高级驾驶辅助系统集成，提供车道保持、自适应巡航控制和自动紧急制动等功能。

健康监测应用程序

与车辆上的生理参数传感器集成，监测驾驶者的健康状况，如心率、疲劳程度等，并提供相应的警示和建议。

3.    远程连接系统（Remote Connectivity System）

远程连接系统（Remote Connectivity System）是一种允许车辆与外部网络和服务进行远程通信和互动的技术

蜂窝网络连接

远程连接系统可以利用车辆内置的蜂窝网络模块（如2G、3G、4G、5G等）与互联网进行通信。这使得车辆可以通过移动网络与云服务器或远程服务进行数据交换和远程控制。

车联网远程连接主要包括4个应用场景：车与互联网互连（V2N ：Vehicle to Network）、车车互联（V2V：Vehicle to Vehicle）、车路互联（V2I：Vehicle to Infrastructure）以及车人互联（V2P：Vehicle to Pedestrian），通过人、车、路的有效协同实现智能交通的目的。

Wi-Fi连接

一些车辆远程连接系统支持车辆内部的Wi-Fi网络，使车辆成为一个移动热点，可以让车内乘客通过连接到车辆的Wi-Fi网络来访问互联网。

蓝牙连接

远程连接系统可以利用蓝牙技术与车辆周围的设备进行通信。例如，车主可以通过蓝牙连接与车辆进行配对，以实现远程解锁和启动等功能。

NFC连接

某些远程连接系统支持近场通信（Near Field Communication，NFC）技术，通过近距离无线通信与车辆进行互动。例如，车主可以使用手机或其他NFC设备与车辆进行身份验证或控制车辆功能。

GPS连接

远程连接系统可以利用全球定位系统（GPS）来获取车辆的位置信息，并将其传输到云服务器或远程应用程序。这使得车主可以远程跟踪车辆的位置或使用位置相关的服务。

Infrared连接

红外线技术可以用于车辆与外部设备之间的无线通信和远程控制，如使用红外线遥控器进行车辆解锁和启动。

4.    车辆控制单元（Vehicle Control Unit）

VCU是车辆电子系统的控制单元，负责控制和协调车辆各个系统和子系统的操作。它是一个综合性的控制单元，涵盖了车辆的多个方面，如发动机、刹车、驱动系统、底盘系统、车身电子系统等。VCU监测和控制这些系统的状态和操作，以确保车辆的正常运行和性能优化。

发动机控制单元（Engine Control Unit，ECU）

发动机控制单元是负责管理和控制发动机操作的电子控制单元。它监测和调节燃油供应、点火时机、气门控制等参数，以实现发动机的正常工作和性能优化。

刹车控制单元（Brake Control Unit，BCU）

刹车控制单元负责监测和控制车辆的制动系统。它接收并处理刹车踏板的输入信号，控制刹车液压系统的工作，以实现车辆的刹车控制和防抱死系统（ABS）的功能。

驱动控制单元（Drive Control Unit，DCU）

驱动控制单元负责管理和控制车辆的驱动系统。它控制动力传输系统、变速器和差速器等组件，以确保车辆的动力输出和驱动性能。

底盘控制单元（Chassis Control Unit，CCU）

底盘控制单元是负责管理和协调车辆底盘系统的控制单元。它涵盖了悬挂系统、转向系统、悬挂阻尼系统等，以实现车辆的稳定性控制和悬挂调节。

车身控制单元（Body Control Unit，BCU）

车身控制单元负责管理和控制车辆的车身电子系统。它包括车门锁定、车窗控制、灯光控制、空调控制等功能，以提供车辆的舒适性和便利性。

高级驾驶辅助系统控制单元（Advanced Driver Assistance Systems Control Unit，ADASCU）

高级驾驶辅助系统控制单元是负责管理和控制车辆的高级驾驶辅助系统的控制单元。它包括自适应巡航控制（ACC）、车道保持辅助（LKA）、盲点检测（BSD）等功能，以提供驾驶辅助和安全性能

5.    车辆诊断系统（On-Board Diagnostic System）

车辆诊断系统（On-Board Diagnostic System，简称OBD）是一种用于监测和诊断车辆性能和故障的系统。它通过连接到车辆的电子控制单元（ECU）并读取其数据来提供诊断功能。OBD系统主要由硬件和软件组成。

软件部分

车辆诊断系统的软件部分主要包括诊断程序和相关的算法。这些软件负责读取车辆各个传感器和控制单元的数据，进行故障诊断和故障码的生成。软件部分还包括与车辆通信的协议栈，用于与车辆上的电子控制单元（ECU）进行通信。

6.    车载通信协议（Controller Area Network、Local Interconnect Network、Ethernet）

Controller Area Network（CAN）

1. CAN是一种广泛应用于汽车领域的串行通信协议，用于车辆内部各个电子控制单元之间的通信。它支持多个节点之间的高速数据传输，并具有高可靠性和实时性能。
2. CAN是一种高度可靠且广泛应用于车辆通信的串行通信协议。
3. 它允许车辆内的各个电子控制单元（ECU）之间进行快速而可靠的数据传输。
4. CAN协议采用总线拓扑结构，其中所有ECU通过共享的双线CAN总线进行通信。
5. CAN协议的特点包括广播通信、冲突检测和错误恢复机制，具有高效性和容错性。
6. 在车辆中，CAN协议用于传输关键数据，如发动机控制、制动系统、仪表板信息等。
7. Local Interconnect Network（LIN）

1. LIN是一种低成本、低速度的串行通信协议，主要用于连接车辆内部的辅助电子控制单元。它适用于对带宽要求较低的简单控制任务，如车内照明、雨刷控制等。
2. LIN是一种用于低速应用的串行通信协议，通常用于车辆的次要功能和辅助设备。
3. 它主要用于连接从节点（如仪表板、门控制等）到主节点（通常是车辆控制单元）。
4. LIN协议采用单主多从的结构，主节点发送命令和控制信息给从节点，从节点提供反馈和执行相应的操作。
5. LIN协议的通信速率通常在20 kbit/s以下，较低的速率使得它更适合于简单和低带宽的通信需求。
6. 在车辆中，LIN协议常用于控制车内灯光、音频系统、温度控制等次要功能。

Ethernet总线

1. 以太网是一种高带宽、高速率的网络通信协议，最初用于计算机网络，如今也被应用于汽车领域。车载以太网用于连接车辆内部各个电子控制单元，并支持大量数据的传输，如高清视频、音频和大容量传感器数据。
2. 以太网是一种通用的局域网（LAN）通信协议，用于在车辆中构建高速数据网络。
3. 以太网在车辆中的应用越来越广泛，以满足大容量数据传输和高带宽需求，如车辆互联、多媒体系统等。
4. 车载以太网使用标准的以太网协议（如Ethernet/IP、BroadR-Reach等），并结合特定的硬件和软件实现。
5. 以太网提供高速、可靠和灵活的通信，支持多种网络拓扑结构和数据传输协议。
6. 车辆以太网可以连接各种ECU和传感器，支持车辆内部和车辆对外部网络的数据传输。

FlexRay总线

FlexRay总线是一种高速数据传输总线，可用于高级汽车控制系统，例如汽车稳定性控制系统、自动驾驶系统和电动汽车控制系统等。FlexRay总线具有高度的实时性和可靠性，支持多种不同的数据传输速率。

7.    车载软件更新（Over-the-Air Software Update）

系统介绍

车载软件更新（Over-the-Air Software Update，简称OTA更新）是指通过无线网络将车辆的软件进行更新和升级的技术。传统上，车辆的软件更新需要通过物理连接或者前往服务中心进行操作，而OTA更新则使得车辆的软件可以远程进行更新，无需用户携带车辆到特定地点。

1. 软件功能升级：通过OTA更新，车辆制造商可以向车辆添加新的功能和改进现有的功能，提供更好的驾驶体验和功能扩展。
2. 故障修复：车辆软件可能存在错误或漏洞，通过OTA更新，制造商可以及时修复这些问题，提高车辆的稳定性和安全性。
3. 安全更新：OTA更新可以提供紧急的安全更新，以应对新发现的安全漏洞和威胁。制造商可以迅速修复这些漏洞，保护车辆免受潜在的攻击和入侵。

8.    远程车辆识别和追踪系统（Remote Vehicle Identification and Tracking System）

系统介绍

远程车辆识别和追踪系统（Remote Vehicle Identification and Tracking System）是一种技术系统，用于远程识别和跟踪车辆的位置和行驶状态。它通常基于全球定位系统（GPS）和无线通信技术，以实现对车辆的实时监控和追踪。

该系统通常由以下组件和功能组成：

1. 全球定位系统（GPS）：通过GPS技术，远程车辆识别和追踪系统可以准确获取车辆的位置信息。车辆上安装的GPS接收器可以接收卫星信号，确定车辆的经纬度坐标，并通过无线通信将位置数据传输到远程服务器。
2. 无线通信：远程车辆识别和追踪系统利用无线通信技术（如GSM、3G、4G、LTE等）将车辆的位置信息传输到远程服务器。这种通信方式可以实现实时监控和追踪，以及与车辆进行远程交互和控制。
3. 数据处理和存储：远程车辆识别和追踪系统具备数据处理和存储能力，能够接收、处理和存储从车辆传输过来的位置数据和其他相关信息。这些数据可以用于生成报告、分析车辆行驶情况，以及提供车辆管理和安全监控功能。
4. 远程识别和控制：通过远程车辆识别和追踪系统，车辆管理人员或授权用户可以远程识别和控制车辆。他们可以通过应用程序或网页界面查看车辆的实时位置、速度和状态，还可以远程锁定/解锁车辆、启动/停止引擎、设置警报等。

9.    车联网平台和云服务（Connected Car Platform and Cloud Services）

服务介绍

用于车辆与云端通信和数据存储的服务通常被称为车联网服务或车辆云服务。这些服务提供了车辆与云端之间的连接通道和数据交换功能，使车辆能够与云平台进行数据传输、远程控制和接收云端提供的各种服务。车联网服务可以包括车辆数据传输、远程诊断、OTA（Over-the-Air）软件更新、车辆定位追踪、车辆共享等功能。它们基于云计算和云存储技术，为车辆提供了更强大的功能和服务支持

1. 数据采集和传输：通过车载传感器、通信模块等技术，实时采集车辆的各种数据，如车辆状态、行驶数据、环境信息等，并将其传输到云端进行处理和存储。
2. 数据存储和处理：在云端建立可靠的数据存储系统，用于存储大量车辆数据，并提供高效的数据处理能力，包括数据分析、实时处理、大数据挖掘等功能。
3. 远程控制和管理：通过车联网平台，实现对车辆的远程控制和管理，如远程锁车、远程启动、远程诊断等功能，以提供更便捷的车辆使用和维护。
4. OTA软件更新：通过车联网平台和云服务，实现车辆的远程软件更新，包括更新车载操作系统、应用程序、车辆控制单元等，以提升车辆功能和安全性。
5. 车辆定位和追踪：通过车载GPS和云端定位服务，实现对车辆的实时定位和追踪，为车辆安全、导航和防盗提供支持。
6. 车辆共享和出行服务：通过车联网平台和云服务，实现车辆共享和出行服务，包括预约租车、车辆定位、支付结算等功能，以满足用户对灵活出行的需求。