無人駕駛汽車技術(shù)普及的可能性

李漢臣　王騰飛　孫云衛(wèi)

摘要：隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，智能汽車無人駕駛技術(shù)也是人工智能的革命性科技成果之一。然而無人駕駛技術(shù)的普及問題也成為了各界討論的重點。其中涉及到的不僅僅是傳統(tǒng)汽車技術(shù)安全問題，更有許多非傳統(tǒng)安全隱患有待解決，這些問題都成為了無人駕駛汽車技術(shù)普及的障礙。本文就此展開討論，提出在人工智能技術(shù)背景下無人駕駛技術(shù)普及的難點。

關(guān)鍵詞：人工智能;非傳統(tǒng)安全隱患;無人駕駛技術(shù);

1.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無人駕駛技術(shù)

無人駕駛汽車是一種智能汽車，也可以稱之為輪式移動機器人主要依靠車內(nèi)的以計算機系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實現(xiàn)無人駕駛。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛在行駛過程中不需要人工控制汽車，從而讓人們能有更多的空余時間去處理其他事情。無人汽車的碳排放量也少，這就減輕了汽車對空氣的污染。

無人駕駛技術(shù)目前已經(jīng)基本實現(xiàn)，但是要真正應(yīng)用必須要有完備的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做支撐。車聯(lián)網(wǎng)借助裝載在車輛上的傳感設(shè)備，收集車輛和車內(nèi)乘員的信息，通過網(wǎng)絡(luò)共享，實現(xiàn)駕駛員、車、行人、車聯(lián)網(wǎng)平臺、城市網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，從而實現(xiàn)智能、安全駕駛，以及享受技術(shù)和生活服務(wù)等。

2015年8月29日，宇通無人駕駛客車在河南鄭開大道開放道路測試，在開放道路交通條件下，全程無人工干預(yù)首次成功運行;2018年7月4日，百度Apollo無人駕駛公交車將發(fā)往北京、雄安、深圳、福建平潭、湖北武漢、日本東京等地開展商業(yè)化運營。可見無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用必須是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高度成熟的智能城市中實現(xiàn)，但即便如此無人駕駛技術(shù)任然也沒有普遍應(yīng)用到私人汽車上。

2.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)安全規(guī)范

目前為止，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用極大地豐富了我們的駕駛體驗，但這都是在駕駛?cè)藛T可以操控汽車駕駛的情況下，哪怕是目前許多汽車都有的定速巡航功能也是人為可以中斷的。可以說在駕駛這一點上人們比起相信技術(shù)還是更能相信自己。一旦車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展到無人駕駛，人們普遍開始質(zhì)疑這項技術(shù)帶來的巨大安全隱患。實際上隨著車聯(lián)網(wǎng)而來的，以信息篡改、病毒入侵、惡意代碼植入等手段對聯(lián)網(wǎng)汽車進行網(wǎng)絡(luò)攻擊而引發(fā)的汽車網(wǎng)絡(luò)安全問題也愈發(fā)嚴(yán)峻。

2015年Charlie Miller與 Chris Valasek遠程破解了Jeep汽車，導(dǎo)致其召回140萬輛汽車;2016年日產(chǎn)LEAF汽車API遭泄露，黑客可遠程控制;同年，Troy Hunt發(fā)現(xiàn)日產(chǎn)聆風(fēng)手機APP存在漏洞，全球停止Nissan Connect服務(wù);2017年，騰訊科恩實驗室實現(xiàn)了遠程無接觸式破解Tesla，可以在駐車狀態(tài)和行駛狀態(tài)下遠程控制。

政府在這樣的背景下對車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)做出了相應(yīng)的規(guī)范。

2018年9月中國信通院（原工信部電信研究院）發(fā)布《汽車電子網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)化白皮書（2018）》，從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、政策措施3個維度對車聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢作了分析。

智能化方面，主要依賴車載傳感器、控制器和執(zhí)行器，對 CMOS 傳感器、MEMS傳感器、激光雷達、超聲波傳感器及車載計算平臺等提出大量需求。實現(xiàn)高級別自動駕駛?cè)砸蕾囉谄囯娮有阅艿牟粩嗵嵘?/p>

在標(biāo)準(zhǔn)化方面，國內(nèi) LTE-V2X 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和核心標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也基本建設(shè)完成，包括空中接口技術(shù)要求、安全技術(shù)要求以及網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層技術(shù)要求等各個部分。在《汽車電子網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)化白皮書（2018）》中對威脅產(chǎn)生的負(fù)面影響的嚴(yán)重程度以及攻擊成功的可能性兩方面進行了風(fēng)險評估，威脅產(chǎn)生的負(fù)面影響的嚴(yán)重程度由低到高分為S0到S4一共五個級別威脅影響嚴(yán)重程度。根據(jù)攻擊者的專業(yè)知識、攻擊者數(shù)量和攻擊者設(shè)備等攻擊可能性相關(guān)元素分析將威脅等級分為P0到P4五個威脅等級。最后根據(jù)S參數(shù)與P參數(shù)構(gòu)建出車輛安全等級確定矩陣，將智能汽車安全等級劃分為R0到R4五個安全等級。

3.無人駕駛技術(shù)普及難點分析

無人駕駛技術(shù)想要真正普及大眾其中難點主要是以下三點：

首先是安全問題。無人駕駛智能汽車的安全問題包括了傳統(tǒng)汽車安全問題和網(wǎng)絡(luò)安全問題。對傳統(tǒng)汽車的攻擊還只停留在物理層和電子層面，但在汽車加入車聯(lián)網(wǎng)和各種傳感器以及通信設(shè)備后，這樣一臺無人駕駛汽車可以攻擊的層面將多到讓人防不勝防。

基礎(chǔ)器件層面，汽車中大量使用的傳感器、處理芯片等就可能有各種技術(shù)缺陷，如信號干擾和緩沖區(qū)溢出等，可能在遭受攻擊時影響汽車正常行駛功能，構(gòu)成嚴(yán)重安全威脅。軟硬件設(shè)備層面，車載網(wǎng)關(guān)這類關(guān)鍵設(shè)備在認(rèn)證和信號分析等方面都可能存在較高安全風(fēng)險，能夠被攻擊者操控利用。通信總線層面，從現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全角度來看，CAN總線的消息機制設(shè)計極其不安全，缺乏必要的加密和訪問控制機制，通信不認(rèn)證，消息不校驗，面臨消息偽造、拒絕服務(wù)等一系列風(fēng)險，需要進行安全加固。車載操作系統(tǒng)層面，繼承自傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的各版本面臨各種已知漏洞威脅，且易于被攻擊者利用安裝可疑應(yīng)用程序，竊取各類數(shù)據(jù)，還可能產(chǎn)生控制車輛的風(fēng)險，對駕駛安全造成一定隱患。云服務(wù)平臺層面，可能存在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)漏洞及虛擬資源調(diào)度問題，還可能負(fù)責(zé)車輛控制和敏感數(shù)據(jù)的傳輸存儲，但大部分平臺目前訪問控制策略偏弱，攻擊者能夠偽造憑證訪問并獲取大量數(shù)據(jù)，對車輛本身及用戶數(shù)據(jù)隱私構(gòu)成威脅，還可能影響到部分可遠程控制的車載功能。

第二點是成本問題。安全問題對無人駕駛汽車提出了高精度傳感器、總線加密、車載系統(tǒng)完善和云服務(wù)平臺更新等要求。即便是在以上各種安全問題解決以后，無人駕駛汽車任然要面對最尷尬的一個問題就是它的成本。一臺安全的無人駕駛智能汽車的70%以上的成本是其中的電子設(shè)備。也就是說一臺10萬售價的傳統(tǒng)汽車，改為出廠一臺具有同樣性能并且安全性能有保障的無人駕駛汽車其價格將上升7倍以上。如果無人駕駛汽車想要普及到大眾私家車層面上，這樣的價格會讓許多普通大眾對無人駕駛智能汽車望而卻步。車聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺的服務(wù)和維護費用也是不得不考慮的成本問題之一。

4.總結(jié)

無人駕駛技術(shù)普及已經(jīng)是大勢所趨，但并不是短時時間內(nèi)可以實現(xiàn)的。無人駕駛技術(shù)面對的三大問題是環(huán)環(huán)相扣的，其根源還是各種各樣的技術(shù)問題，所以無人駕駛汽車技術(shù)任然處于不成熟的階段。它就像個新生的嬰兒，潛力無限卻還需要我們悉心呵護與栽培，我們不應(yīng)該懼怕它，應(yīng)該對他給予信心，相信在一代代人的不懈努力下，他終將成為造福人類的巨人。

作者簡介

李漢臣（1994.08.28-）男，漢，籍貫：四川，學(xué)歷：在讀碩士研究生，單位：成都理工大學(xué)，研究方向：信號處理。

王騰飛（1991.02.05-）男，漢，籍貫：山西，學(xué)歷：在讀碩士研究生，單位：成都理工大學(xué)，研究方向：信號處理。

孫云衛(wèi)（1995.05.15-）男，漢，籍貫：江西，學(xué)歷：在讀碩士研究生，單位：成都理工大學(xué)，研究方向：信號處理。