Телефон в автомобиле

Мобильная вычислительная платформа

Подключенный автономный автомобиль превратится в сложную сетевую вычислительную платформу, интегрированную со встроенными датчиками и исполнительными механизмами, и будет все больше контролироваться искусственным интеллектом. Это уже становится очевидным.

Транспортные средства уже представляют собой гибридную механически-электрическую систему управления с широким спектром ЭБУ, отправляющих и принимающих сигналы по разветвляющимся шинам связи для реализации согласованного и ограниченного пути. ЭБУ контролируется все более сложным и сложным программным обеспечением. Но для подключенных, сетевых автомобилей, обеспечение надежности требует от программного и аппаратного обеспечения чрезвычайно высоких мер безопасности, то есть они должны иметь многослойные надежные криптографические механизмы, встроенные в него.

Криптографическая безопасность означает, что математические алгоритмы, методы, протоколы, криптографические ключи и сертификаты, подобные тем, которые используются для защиты банковских систем, смарт-карт, мобильной инфраструктуры и защищенных веб-сайтов, должны быть сконструированы в транспортных средствах (и в их производственных системах). Эти методологии будут использоваться для защиты датчиков, исполнительных механизмов, ЭБУ, коммуникационных шин, точек доступа электронных блоков и шлюзов для связи с внешним миром.

Сегодня шины передачи данных и электронные блоки управления не очень надежны, и хакер может внедрять вредоносный код, чтобы сделать автомобиль потенциально опасным. Можно даже сказать, что без осуществления повышенных мер безопасности понятие подключенного автономного автомобиля не может быть реализовано.

Если автономные автомобили являются «большой вещью», то по-настоящему надежная автомобильная архитектура для ЭБУ, шлюзов, контроллеров домена / области и их производственных систем — это то, что делает возможным существование этой «большой вещи». Поэтому нельзя назвать преувеличением повышенные требования к криптографической безопасности, которая является непременным условием будущего автомобилестроения.

ЭБУ являются основой проблемы безопасности автомобилей, потому что они и шины, которые их соединяют, должны быть защищены. Невозможно сказать, передаются ли сигналы или сообщения от аутентифицированного отправителя или они были повреждены (то есть потеряли целостность данных). Это нужно изменить быстро, и каждый автопроизводитель, производитель электронных блоков управления и поставщик автомобильных микросхем знают об этом и работают над этим. Тем не менее, нет четких стандартов, и эти подходы часто имеют тенденцию к разбиению на подзадачи.

По мере роста количества вычислительных узлов в автомобильной сети, способы, с помощью которых эти узлы могут быть атакованы, возрастают экспоненциально.

Автомобильные криптографические стандарты и архитектуры для безопасных ЭБУ и других процессоров не стандартизированы. OEM производители, Tier Ones и Tier Two поставщики полупроводниковых изделий не договорились об общем стандарте для обеспечения безопасности и обновления программного обеспечения транспортных средств и заводов, но все же стараются найти общее решение, которое в настоящее время не может предложить ни один из них. Прошлые мероприятия по стандартизации, такие как EVITA, все еще не продвинулись далеко, несмотря на почти десятилетие работы в сфере автомобильных экосистем.

Это означает, что нет крепкого фундамента, когда речь идет об автомобильной безопасности, и многие предложения вносятся стартапами, созданными компаниями по компьютерной безопасности, сетевыми компаниями, консультантами по управлению, IP провайдерами, компаниями мобильной связи, OEM производителями, уровнями Tier Ones, уровнями Tier Twos, и другими.

Учитывая не лучшее состояние цифровой безопасности и постоянный прогресс в автономном автомобилестроении, все время будет происходить улучшение криптографической безопасности, что ставит задачу определения и стандартизации сложных архитектур. Возможность адаптации к неизвестному должна быть встроена в любую систему безопасности.

Кто сейчас лидирует?

Интересно отметить, что недавние результаты опроса по степени защищенности IoT (рисунок выше) очень тесно связаны с опросами 2015 года, посвященным автомобильной встроенной безопасности, которая была до взлома Jeep. С тех пор ситуация сильно изменилась.

Первичные исследования, недавно проведенные с автомобильными производителями, Tier Ones и Tier Twos, показывают, что безопасность «очень важна», что подтвердили более 95% респондентов. Эта новая статистика действительно соответствует свидетельствам крупномасштабных инвестиций в автомобильные шлюзы безопасности, «тертые» ЭБУ (аппаратные модули безопасности или HSM) и контроллеры домена, безопасное выполнение операций, надежные операционные системы, защищенную прошивку по радиоканалу (FOTA) обновлений, мониторинга работоспособности системы безопасности и защищенных процессоров (рисунок ниже). Автомобильная промышленность быстро «перешагнула» уровень обычного смарт устройства для достижения совсем другого уровня защищенности и надежности.

Достоинства и недостатки системы доступа в авто без ключа

Наличие бесключевого доступа в автомобиль имеет плюсы и минусы, и решать быть или не быть такой системе в своем автомобиле лишь его владельцу. К числу преимуществ можно отнести такие моменты, как:

высокий уровень защиты, который обеспечивают современные системы keyless go;
нет необходимости постоянно доставать ключи — достаточно иметь брелок или смарт-карту, носить которую можно в бумажнике;
возможность автоматического запуска двигателя при приближении к авто;
интеграция с мультимедийной системой или системой настроек индивидуальных параметров положения руля, кресел или зеркал, увеличивает комфорт для водителя.

В настоящее время существенной модернизации подвергаются и брелоки. Так, компанией Jaguar выпущена система бесключевого доступа в автомобиль, где чип вмонтирован в наручный браслет, выполненный во влагозащищенном корпусе. Потерять такой достаточно непросто, и можно не задумываться о том, куда положить ключи от авто, к примеру, при поездках на пляж.

В том случае, если автомобиль не имеет такой системы в перечне штатного оборудования, его вполне можно установить самостоятельно. Стандартный комплект keyless entry system, с инструкцией на русском языке обойдется порядка 15 тысяч. Он включает в себя два брелока, две антенны и блоки управления. Возможность работы в качестве охранной сигнализации обеспечивает датчик удара. Монтаж несложный, выполняется за несколько часов.

Из недостатков системы можно отметить, что несмотря на плавающий код, все же имеется возможность его перехвата, и соответственно, угона ТС. Конкретно о том, как угоняют машины с бесключевым доступом рассказывать не стоит, но несколько успокоить водителей можно — стоит такое оборудование для перехвата сигнала несколько десятков тысяч евро, и настроено оно, как правило, для конкретного бренда. Для уменьшения вероятности считать код, имеется возможность уменьшать радиус действия брелока/карты. Так, если настроить систему на срабатывание в радиусе 20-30 см от авто, перехватить сигнал станет практически невозможно. Об одной из хитростей для защиты от считывания рассказано на видео:

Интеллектуальная система доступа в автомобиль (другие названия — доступ без ключа, интеллектуальный ключ, умный ключ) — это электронная система, которая призвана облегчить жизнь рядовому автовладельцу, она идентифицирует владельца по ответу, который прописан в электронном виде на ключе, если он верен, происходит разблокировка двери, нужно лишь коснуться ручки, запуск мотора происходит всего лишь одним нажатием специальной кнопки. Электронный ключ, равно как и обычный, без проблем умещается в кармане.

Первая система безключевого доступа была использована в машинах от немецкой компании Mercedes-Benz более 10 лет назад. Сегодня система интеллектуального доступа может предлагаться в стандартной комплектации (но, чаще как опции).

У разных автомобильных производителей, система умный ключ может иметь свое уникальное название, к примеру:

Advanced Key — Audi;
Comfort Access — BMW;
Keyless Go — Mercedes-Benz;
Keyless Entry — Kia;
Advanced Keyless & Start System — Mazda;
FastKey — Mitsubishi;
Hands Free KeyCard — Renault;
Intelligent Key — Nissan;
Smart Key System — Toyota;
Keyless Drive — Volvo.

В конструкцию системы интеллектуального доступа входит антенны, транспондер, датчики касания, кнопка запуска двигателя, электронный блок управления.

Непосредственную идентификацию владельца осуществляет транспондер.

Антенна обеспечивает радиосвязь машины с электронным ключом. Полный охват сигнала — до 1,5 м, в зависимости от типа модели.

Фото датчика касания ручки автомобильной двери от Audi A5 S-Line

Датчики касания

Запуска двигателя происходит нажатием кнопки «Start», которая ставится на место, куда должен быть установлен традиционный замок зажигания. Иногда, вместо кнопки может быть установлен переключатель.

Электронный блок управления. Этот узел обеспечивает непосредственную реализацию функции интеллектуального доступа, он же запускает мотор без ключа. Блоки управления и центральный замок взаимодействуют с системой управления двигателем.

Принципы работы бесключевой системы доступа

Система доступа Smart Key имеет установленный алгоритм работы. Он заключается в том, что водитель, касаясь ручки двери машины, запускает работу индуктивного датчика. Датчик, в свою очередь, передает сигнал и считанную информацию на блок управления. Блок управления при помощи антенны передает информацию на транспондер. Последний выполняет функцию распознавателя, поскольку по поступившему сигналу определяется положение относительно транспортного средства.

Ключ находится за пределами автомобиля. На основании принятого транспондером решения передается сигнал на центральный замок (приемную антенну) и противоугонную сигнализацию. Таким образом, без ключа обесточивается сигнализация, и центральный замок открывает дверь. Запуск двигателя производится путем нажатия специальной кнопки.

После нажатия кнопки «Старт» сигнал передается на блок управления и по антеннам на ключ Смарт Кей. Он обозначает свое расположение внутри автомобиля и передает информацию на центральный замок и противоугонную сигнализацию. После передачи сигнала происходит отключение противоугонной блокировки.

На видео показан запуск автомобиля Kia Rio:

Схема доступа без ключа работает в двустороннем направлении. В случае покидания транспортного средства водителем активация противоугонной сигнализации и блокировка дверей центральным замком производится различными способами. Способ управления зависит от технических характеристик автомобиля. В зависимости от разновидностей системы выделяют следующие способы:

Нажатие кнопки на ручке двери;
Простое касание дверной ручки (кнопка играет роль ключа для открытия/закрытия центрального замка);
Выход из автомобиля.

Современные технологии позволяют с помощью электронного ключа осуществлять настройки подсистем автомобиля. Например, при открытии центрального замка устанавливается запрограммированное положение водительского кресла, руля, зеркал бокового и заднего видов. Автоматически может осуществляться настройка системы климат-контроль в салоне машины. Существуют производители, которые разработали осуществление настройки частот радиоприемника, регулирование его громкости, контролирование скоростного режима.

Функциональные особенности бесключевого управления доступом

Отсутствие ключа для открытия/закрытия двери транспортного средства и запуска двигателя является величайшим достижением прогресса. Создание бесключевой системы обладает рядом функциональных возможностей:

Наличие удобного одноэтапного интерфейса, состоящего из одной кнопки, управляющей переключением клемм и запуском двигателя;
Управление реле для изменения положения клемм и запуска стартера без использования механизма зажигания;
Блокирование рулевой колонки;
Получение информации о состоянии автомобиля;
Индикационное извещение о состоянии транспортного средства;
Установление налаженной связи между электронным брелоком и кнопкой запуска/остановки двигателя;
Наличие коммуникационной низкоскоростной сети;
Управление питанием реле;
Наличие иммобилайзера;
Возможность управления функциями предупреждения.

Системы управления центральным замком и механизмом зажигания без ключа стали создаваться под давлением страховых компаний. Производители вынуждены были искать надежные противоугонные способы защиты автомобиля. Изначально такая система внедрялась производителями дорогих машин. На сегодняшний день это техническое достижение используется многими ведущими торговыми марками. Изначально автомобили оснащались иммобилайзерами. С изменением спроса стало меняться предложение.

В комплектации автомобиля произошли существенные изменения. Отсутствие ключа позволяет закодировать взаимосвязь электронного идентифицирующего устройства и бортового компьютера. В случае несовпадения информации в результате идентификации блокируются все важные подсистемы транспортного средства. В некоторых случаях может срабатывать противоугонная сигнализация.

На видео – Автоматический запуск двигателя Вольво S-60:

Технология угона автомобиля

Если в прошлом основным элементом защиты автомобиля являлись его замки и ключи, подобрать которые не представлялось возможным, что предупреждало вскрытие машины и угон транспорта, то сегодня используются различные автоматические устройства, которые управляют работой двигателя, предупреждая его взлом и угон транспорта.

Первые системы бесключевого доступа появились на автомобилях Mercedes, и вскоре стали пользоваться популярностью у покупателей, а многие автопроизводители освоили эту технологию, оснащая свои машины такими удобными устройствами. По сути, такая система представляет собой мобильную метку, внутри которой располагается микрочип, передающий по беспроводной технологии сигналы на встроенный в автомобиле блок.

Система распознаёт данные и сигналы от брелока-метки, самостоятельно разблокирует двери в автомобиле, а, чтобы завести двигатель машины, автовладельцу не придется использовать ключи. Всё что потребуется, это лишь нажать на соответствующую кнопку и мотор заведется.

Производители автомобилей позаботились о необходимой безопасности такой системы бесключевого доступа, поэтому высокочастотный сигнал передаётся зашифрованным, а взломать его или подобрать бывает крайне сложно. Однако беда пришла откуда ее совершенно ожидали. Никто взламывать управляющий код не собирается, да и воровать такие метки брелоки не нужно. Всё что потребуется – это лишь специальный прибор-ретранслятор, который усиливает сигнал от родной метки, что позволяет открывать автомобиль и угонять машину.

Благодаря такому ретранслятору действие радиочастотного брелока с меткой может достигать 200 300 метров и более. Соответственно, чтобы открыть машину злоумышленникам необходимо находиться с ретранслятором непосредственно поблизости от автовладельца и усиливать мощность сигнала от метки. В это время второй грабитель просто открывает машину, с кнопки заводит двигатель и уезжает восвояси. Если до момента обнаружения угона пройдет 30 минут и более, то, с большой долей вероятности, такой украденный автомобиль уже окажется в отстойнике, где он проведет месяц или будет разобран на запчасти буквально на следующий день.

Технология кражи таких машин, оснащенных бесключевым доступом, сегодня отработана преступниками, поэтому все автомобили с такой опцией находятся в зоне риска. Стоит ли удивляться, что многие страховые компании, когда заключают договор автокаско, либо устанавливают повышающий коэффициент для таких машин, либо вовсе отказывают в заключении сделки водителям, так как риск угона транспорта будет чрезвычайно высок.

До недавнего прошлого используемые устройства ретрансляторы не отличались компактными размерами, что позволяло обеспечить некоторую безопасность транспорта. Однако сегодня с развитием радиоэлектроники удалось сконструировать компактные и мощные устройства, которые повсеместно используются преступниками для кражи таких автомобилей. Как-либо решить подобную проблему производители автомобилей не смогли. В итоге приходится либо на свой страх и риск заказывать машину с такой технологией, либо выбирать транспорт без наличия у него бесключевого доступа.

Сколько стоит система бесключевого доступа

Самые примитивные системы такого типа от китайского рынка можно приобрести за 1,5-2 тыс. руб. Это модели с минимальными охранными возможностями и сомнительной надежностью. Даже если планируется приобретать устройство начального уровня без особых технологических изысков, рекомендуется обращаться к моделям с ценником не менее 3 тыс. В этом сегменте, к слову, представлены и некоторые комплекты StarLine. Более развитый в конструкционном и функциональном отношении бесключевой доступ с возможностью автоматической диагностики и совместимостью с сигнализациями обойдется в 5-7 тыс.

Как происходит взлом

Главная задача преступников — с помощью радиоприемника уловить сигнал с хозяйского ключа-брелока. Иногда для этого злоумышленнику достаточно пройтись под окнами жилого дома, а нередко приходится зайти в подъезд и сканировать радиоэфир прямо у входных дверей в квартиры. Еще проще считать код на парковках у магазинов, когда угонщик «пасет» водителя от его автомобиля.

Зафиксированный сигнал с помощью радиоусилителя передается на ретранслятор сообщника, который находится вблизи машины. Охранная система улавливает необходимую информацию, обрабатывает ее, и машина снимается с сигнализации. На все про все может потребоваться лишь одна минута. Для специалистов в этой области реализовать свой злой умысел проще простого — ведь все необходимое оборудование легко приобрести в онлайн-сервисах.

Уязвимости иммобилайзера

К сожалению, и такие системы не гарантируют абсолютной безопасности автомобиля перед действиями злоумышленников. Обойти защитный комплекс можно несколькими путями. В первую очередь каждый комплект бесключевого доступа предусматривает через который при помощи специального оснащения оператор может ввести оборудование в аварийный режим. Далее тому же двигателю можно дать любую исполнительную команду. Этот способ обхода теоретически возможен, но на практике выполнить его способен только высококвалифицированный специалист. Кроме того, можно подделать интеллектуальный ключ-авто, причем информация для этого фиксируется даже на расстоянии. Специальные фотографические устройства способны сканировать устройство, делая его электронный слепок. И это не говоря о том, что любые работы с автомобилем в сервисном автоцентре неизбежно потребуют предоставления того же ключа сотрудникам.

Центральный замок, блокирование дверей при старте.

Если в Вашем автомобиле есть центральный замок, то можно реализовать его закрытие при начале движения (если такого не предусмотрено в вашей комплектации). Самым недорогим решением является StarLine E96 BT 2CAN+2LIN. Кстати, даже если в-принципе нет центрального замка, Starline может реализовать такую функцию с помощью опциональных модулей управления Starline SL-4D (YR-301-4D).

Кстати, у Starline есть решение и для реализации бесключевого доступа и даже запуска. Для этого Вам потребуется серия M или X и набор датчиков Starline EC-1 (по одному на каждую дверь). В этом плане Starline несколько опережает Pandora по количеству опций.

Сервисные функции

У автосигнализаций Starline М серии качественно реализована новая функция, связанная с диагностикой состояния автомобиля. Суть её в следующем. Автосигнализация должна быть подключена к автомобилю цифровым способом (на современных автомобилях это норма). При возникновении какой-либо поломки или неисправности, сбое, в центральном компьютере автомобиля появится запись, которую можно считать (OBD) в сервис центре за дополнительную плату, либо используя сторонние гаджеты. В случае с StarLine M96 – при появлении ошибки, Вы бесплатно получите извещение SMS, а в приложении в смартфоне в соответствующей вкладке появится расшифровка ошибки. Например, пропадание зажигания в одном из цилиндров двигателя, перенасыщенная смесь, неисправны датчики и т.п. Причем на приборной панели самого автомобиля ряд ошибок может и не отображаться. Вы же получаете своевременное извещение о необходимости пройти тех. обслуживание и проверку причин возникновения сбоев, вместо того чтобы быть поставленным перед фактом поломки. К тому же, Вы сможете сэкономить на диагностике и защитите себя от переплаты за ненужный ремонт.

Интересные выводы

Решающей динамикой, на которую стоит обратить внимание в автомобильной промышленности сегодня, является вопрос, кто будет контролировать разработку программного обеспечения, включая безопасность. OEM производители признают, что они должны контролировать разработку автомобильного программного обеспечения, поскольку надежность и безопасность взаимосвязаны и должны быть встроены в основу разработки на каждом уровне

Так же, как автопроизводители берут на себя большую ответственность за разработку программного обеспечения, производители полупроводниковых элементов берут на себя большую ответственность за надежность системы. Они усложняют системы, чтобы добавить больше функций, а также повысить надежность и производительность полупроводниковых элементов. Они не могут сделать это каждый отдельно, поэтому они сотрудничают с компаниями-разработчиками программного обеспечения в области защиты транспортных средств.

Из-за длительных циклов проектирования электронных компонентов, особенно для многоядерных процессорных продуктов и длительных циклов проектирования автомобилей, производители электронных компонентов должны предвидеть потребности рынка более чем когда-либо, задолго до того, как стандарты будут установлены и будут зашифрованы. Многоядерные процессоры со сложными графическими процессорными блоками (графические процессоры) имеют довольно дорогостоящий процесс проектирования.

В связи с необходимостью обеспечения безопасности под давлением времени, а также угрозы ответственности и регулирования, разработчики электронных компонентов, производящие автомобильные процессоры, просто не имеют иного выбора, кроме как предлагать передовые решения в области защиты с риском того, что некоторые из них никогда могут быть приняты или стандартизированы.

Свидетельством технического и рыночного лидерства компаний полупроводниковых элементов являются автомобильные аппаратные устройства безопасности различного рода, такие как HSM, защищенные процессоры и автомобильные TPM. Одна из особенностей, общая для этих устройств, заключается в том, что кремниевые производители выяснили, что ключ к криптографической безопасности «хранит секретный ключ в секрете». Поэтому эти продукты все чаще хранят секретный ключ в защищенном оборудовании.

Конечно, не последнюю роль в надежности электронных компонентов играет программное обеспечение. Они должны все время работать вместе тщательно и надежно, чтобы обеспечить высшую степень надежности транспортного средства. Программное обеспечение нуждается в защищенном оборудовании, которое должно быть сделано и обновлено с достаточным уровнем защищенности. Зная это, уже можно расшифровать программное обеспечение, которое будет определять автомобильным будущим: электроника, программное обеспечение, безопасность и надежность должны стать единым целым.