隨著全球汽車行業智能化和車聯網的發展，新時代的人們越來越多地享受到便利的出行和舒適的駕乘體驗。然而，聯網環境下所帶來的各種風險也悄然而至，無論是互聯網、緊急呼叫、導航系統、自動收費、按需供電，還是基于地點的服務廣告、維護更新和交通告警，都將成為黑客攻擊的潛在漏洞，汽車安全事件頻發，構建智能網聯汽車信息安全防護體系刻不容緩。

在汽車信息安全防護體系中，汽車安全芯片是非常關鍵的一環，中央網關、域控制器、ECU等車載設備通過增加安全芯片，可以實現車內通信加密、車內設備的身份識別、以及OBD診斷的設備安全接入。可有效阻止CAN以太網等總線攻擊，阻止非法OBD設備讀取和刷寫、識別惡意節點發送非法報文等，為車與車、以及車與物之間的通訊以及車輛系統的運行提供安全保障。

本文是以汽車安全芯片為主題，首先介紹了車規級安全芯片的相關標準，其次之后根據不同應用場景，列舉了汽車安全芯片的主要形態，以及在汽車電子電氣架構中的使用布局，通過調研和對比，國內外主流汽車安全芯片方案來了解現狀和未來趨勢，最后介紹了芯片安全測試技術，作為汽車安全芯片發展的重要保障。

汽車安全芯片相關標準

首先，汽車安全芯片屬于一種車規級芯片，對于車規級芯片，主要包括AEC和ISO 26262等標準。

AEC是汽車電子協會（Automotive Electronics Council），目的是建立共同的零部件資格和質量體系標準。具體標準細節參考表格1：

△ 表格1 AEC標準的種類

汽車安全芯片屬于集成電路芯片，屬于標準AEC-Q100，包含等級細節如下表格2：

△ 表格2 AEC-Q100標準等級描述

ISO 26262是道路車輛功能安全的國際標準，主要是針對功能安全，用于確定汽車安全完整性等級ASIL（Automotive Safety Integrity Level）。ASIL等級分為 A、B、C和D，汽車安全芯片需要滿足此標準和相應等級要求。

同時，汽車安全芯片作為一種安全芯片，亦需要滿足安全芯片的相關等級評定，目前行業對于安全芯片的安全等級評定標準包括國際、國內EAL和國密等級。

國際評估保證等級EAL（Evaluation Assurance Level）包括7個等級（EAL1至EAL7），是一個完全遵循國際標準化通用標準CC（Common Criteria），制定用來評估IT產品或系統安全的數字級別。國內EAL等級評估由中國網絡安全審查技術與認證中心進行評估,包括5個等級(EAL1至EAL5)。

國密等級由國家密碼安全局制定的標準進行評估，主要分為3級安全等級。安全等級1規定安全能力需要滿足的最低安全標準，對密鑰和敏感信息提供基礎保護措施。安全等級2規定在1的基礎上，具有邏輯或物理保護措施，達到中等安全等級要求。安全等級3為最高的安全等級，要求對各種安全風險具有全面的防護能力。

汽車安全芯片應用

汽車安全芯片主要有三類應用形態。

第一類是微控制器、微處理器和ADAS等處理器中內嵌HSM（Hardware Security Module）硬件安全模塊，主要應用在車內各個控制器中，提供安全啟動、安全算法等安全功能支持。

第二類是安全存儲芯片，此類芯片具備安全存儲區域，提供加密讀寫功能，主要應用在重要數據存儲安全要求高的領域。

第三類是分立的安全控制器，包含可編程的SE（Secure Element）安全單元或者可編程安全eSIM（V2X通信），主要應用在車輛對外通信和頻繁被外部訪問的領域。值得一提的是，V2X安全通信的整個場景中，不僅要做數據加密、數據簽名、身份驗證，還要保證端到端的可靠性和安全性，另外還需要V2X安全芯片能夠達到較高性能，滿足目前“新四化”的要求。

汽車安全芯片應用形態分類和車內應用布局如圖1。

△ 圖1 汽車安全芯片主要形態和在汽車中的應用布局

汽車安全類芯片產品國外公司主要包括：ST、NXP、Infineon、Renesas、TI和Microchip等。

國內公司包括：紫光同芯、華大微電子、宏思電子、芯鈦、國民技術、復旦微電子、芯馳、黑芝麻和地平線等。

經市場調研，國內外廠商相關產品，參考表格3。

△ 表格3 國內外廠商車規級安全芯片方案

芯片安全測試技術

毋庸置疑，對于車載安全芯片，在應用于車輛終端系統時，其信息安全特性需要經過第三方機構嚴格規范的測試與評價。車載芯片的安全測試技術沿襲自集成電路安全測試技術，主要通過模擬黑客安全攻擊的方式執行，以芯片可抵抗各類安全攻擊的真實情況，并結合系統性分析，作為其安全指標。

針對芯片的安全攻擊測試技術，主要包括主動與被動兩類：

主動攻擊測試：測試者對芯片的輸入或運行環境進行控制，使安全芯片運行行為出現異常，在這種情況下，通過分析芯片工作的異常行為，獲得芯片內的密鑰等關鍵敏感信息。主動攻擊常用故障注入的方式，包括電磁、激光、紅外、高電壓注入等測試方法。

被動攻擊測試：測試者令芯片等密碼設備大多數情況下按照其規范運行，甚至完全按照其規范運行。在這種情況下，通過觀測芯片的物理特性（如執行時間、能量消耗等），測試者可能獲得密鑰等關鍵敏感信息。被動測試常用方式為側信道攻擊，包括分析芯片的時序、功率、電磁輻射等信號特征。

芯片的安全測試需要專業設備與專業人員，測試執行方式主要包括非侵入式、半侵入式和侵入式三類，詳細情況見表格4：

△ 表格4 安全芯片安全測試方式