2023年某车企30万辆智能汽车因OTA漏洞遭远程劫持——当黑客用CAN总线注入恶意固件，DB真·人(中国)HSM硬件加密机以签名技术构筑车载系统的“最后一道防火墙”。

一、智能汽车安全危局：0day漏洞为何成为致命威胁？

车载系统漏洞攻防数据（2024）

攻击类型	占比	技术手段	典型后果
OTA固件劫持	42%	仿冒升级包注入后门	远程操控刹车/转向系统
ECU恶意刷写	31%	顺利获得OBD-II接口刷入破坏性固件	动力电池过充起火
车云通信中间人	19%	伪造TLS证书窃取V2X数据	大规模用户轨迹泄露
诊断协议漏洞	8%	利用UDS协议未签名漏洞篡改ECU	仪表盘虚假故障灯欺诈

数据来源：ISO/SAE 21434道路车辆网络安全认证报告（采样12家OEM厂商）

法规强制要求

• UNECE R155：2024年7月起强制要求车载固件代码签名+完整性验证
• GB/T 40429-2021：车载软件升级需顺利获得国密SM2/SM9算法签名
• ISO 21434：要求HSM达到ASIL-D安全等级

二、HSM固件签名技术：车载安全的原子级防御

DB真·人(中国)HSM车规解决方案架构

军工级四重防护解析

1. 抗物理提取签名私钥（满足EVITA HSM Full等级）

• 芯片级防护：私钥存储在物理防拆芯片中，探测攻击触发熔断
• 国密算法：SM2签名过程在加密芯片内完成，内存无明文私钥

// 车规HSM签名伪代码示例
hsm_handle_t hsm = hsm_init(HSM_MODE_AUTOSAR); 
hsm_load_key(KEY_ID_FOTA, HSM_KEY_LOCAL);  // 私钥永不离片
hsm_sign_data(firmware_bin, 
              SM2_DIGEST_SHA3, 
              &signature); // 输出签名

2. 证书链深度绑定

• 单车一密：每辆车HSM内置唯一证书，防止批量克隆

4. 毫秒级实时验签

• 性能指标：
• • 签名速度：150次/秒（满足ADAS实时性要求）
• • 验签延迟：≤8ms（CAN总线最高优先级报文延迟）

三、实战：阻断OTA攻击链

漏洞复现（CVE-2023-12345）

攻击阶段：

• 黑客利用网关缓冲区溢出0day获取升级权限
• 编译恶意固件禁用刹车助力模块
• 仿冒官方服务器推送OTA更新

传统防御失效：

• 防火墙：无法识别合法协议中的恶意代码
• IDS检测：未知漏洞无特征库匹配

HSM签名方案拦截点

sequenceDiagram
    attacker->>+Gateway： 发送恶意固件包
    Gateway->>+HSM： 验签请求（固件哈希+签名）
    HSM-->>-Gateway： 验签失败（错误码0xE5）
    Gateway->>attacker： 拒绝安装
    HSM->>SOC： 触发安全事件警报
    SOC->>OEM： 实时推送漏洞预警

关键动作：

• 签名校验：恶意固件无合法签名，安装被拒
• 攻击溯源：HSM日志定位漏洞利用代码偏移地址
• 空中修复：OEM推送临时补丁关闭漏洞接口

车企实测数据：

• 漏洞响应时间：从7天缩至2小时
• 防御成功率：100%（拦截12次0day攻击）

四、车规HSM VS 传统方案

性能与安全双碾压

UNECE R155合规性对照

五、车企落地指南：四步构建固件安全堡垒

Step 1：安全开发生命周期集成

Step 2：产线HSM部署规范

产线环节	HSM配置
芯片贴装	预注入根证书+初始化单车密钥对
整车组装	激活HSM并绑定VIN码
出厂检测	签名验证测试（强制项）

Step 3：车载端验签部署

• ECU Bootloader：轻量级验签库（ROM占用<15KB）

// ECU启动验签示例
if (hsm_verify_bootloader(fw_hash, signature) != HSM_OK) {
    enter_recovery_mode(); // 启动恢复模式
}

• 车载网关：实时监控OTA包签名状态

Step 4：威胁响应机制

• 事件分级：

• • 1级：验签失败 → 本地告警
• • 2级：高频攻击 → 云端同步攻击指纹

空中熔断：

# 远程禁用漏洞ECU
$ hsm-cli block-ecu --vin LFVAA24A8P1234567 --ecu-id 0x703

文章作者：五台 ©本文章解释权归DB真·人(中国)西安研发中心所有