车用安全通信：协议、安全及隐私 [Vehicle Safety Communications:Protocols,Security and Privacy] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　要想实现以上描述还有着很复杂的技术性问题，《车用安全通信：协议、安全及隐私》可以为解决这一问题奠定基础。此书内容包括了车内信息传送和处理的体系结构，以及车辆对外部信息的接收和处理。值得注意的是，此书的主题通过几个层面进行讨论，清晰地阐述了影响车辆安全的因素。这些主题包括：车辆交互的总体方案，以及利用信息连通性实现各种功能的方式。其中，一个重要的内容就是信息交互技术的解释性说明和如何满足设计要求，包括延迟、延迟抖动、可扩展性要求。此书对于计算和仿真的过程都进行了详细描述，使得读者能够理解其中各细节。《车用安全通信：协议、安全及隐私》极其重要的研究内容之一是对安全和隐私的深入探索，以及建立加密和密钥／证书管理的基本机制。我们很难想象，如果没有《车用安全通信：协议、安全及隐私》的正确思想引导，该如何建立智能汽车的基本控制系统。同时，要明白我们所面临的问题是什么，以及找到难以满足通信要求的核心原因。最后，虽然我们可以理想化一些概念，并构建一个理想化的安全系统，再对其进行仿真研究，但是这仍然不如根据实验和典型实际场景进行研究。作者阐述了该领域已经取得的一些研究成果。《车用安全通信：协议、安全及隐私》对于从事车车交互系统的研究人员以及想要了解这方面潜在技术的人员来说，都是一本非常不错的参考书。

作者简介

　　鲁光泉，博士，北京航空航天大学副教授、硕士生导师、交通科学与’I：程学院副院长，作为国家863课题“车车交互式协同控制系统关键技术”的负责人，在车车协同安全控制理论、车车协同关键技术、车车协同系统集成验证等方面进行了系统深入的研究，在我国首次实现了交叉口无信号安全通行、自适应跟驰等典型车车协同安全控制技术的实车测试验证。
　　
　　田大新，博士，北京航空航天大学副教授、硕士生导师、车路协同与安全控制北京市重点实验室副主任。主要研究领域包括：车辆自组织网络、智能交通系统、群体智能、车联网、车路协系统。主持国家自然科学基金项目1项、“863计划”子课题2项；作为主要参加人参加科研项目10项；发表相关学术论文70篇，授权发明专利5项，获省部、行业奖励6项。
　　
　　王云鹏，教育部长江学者特聘教授，北京航空航天大学教授、博士生导师、交通科学与工程学院院长、车路协同与安全控制北京市重点实验室主任。作为我国车路协同技术的积极推动者，倡导并设立了我国首个车路协同领域国家863主题项目“智能车路协同关键技术研究”，并在关键技术研究中做出I『突出贡献。

内页插图

目录

第1章 交通安全
第2章 汽车安全技术进展
第3章 车辆结构
第4章 车联网
第5章 专用短程通信
第6章 WAVE的物理层
第7章 WAVE的媒体访问控制层
第8章 DSRC的数据速率
第9章 WAVE的上层
第10章 车路协同安全应用
第11章 车车协同安全应用
第12章 DSRC扩展（DSRC可扩展性）
第13章 安全与隐私威胁及需求
第14章 加密机制
第15章 车辆网络公钥基础设施
第16章 隐私保护与共享证书
第17章 短期独有证书的隐私保护
第18章 群签名机制下的隐私保护
第19章 针对认证授权中心的隐私保护
第20章 隐私保护证书管理方案对比
第21章 IEEE1609.2安全服务
第22章 4G技术在车辆安全通信中的应用
词汇表

前言/序言

车辆安全通信：融合互联时代的守护者 随着汽车工业向着智能化、网联化飞速迈进，“车联网”（Internet of Vehicles, IoV）已不再是科幻概念，而是深刻改变我们出行方式和生活体验的现实。车辆不再是孤立的交通工具，而是能够与周围环境、基础设施乃至其他车辆进行实时信息交互的智能终端。这种互联互通极大地提升了交通效率、优化了驾驶体验，更重要的是，为实现更高层次的交通安全提供了前所未有的机遇。然而，伴随而来的是复杂多变的通信协议、严峻的安全挑战以及日益凸显的隐私顾虑。 本书——《车用安全通信：协议、安全及隐私》——正是致力于深度剖析这一复杂且至关重要的领域。我们旨在为读者提供一个全面、系统且深入的理解框架，帮助大家把握车用安全通信的核心脉络，应对其内在的挑战，并为未来的发展指明方向。 一、 基石：车用通信协议的演进与现状 理解车用安全通信，首先必须深入理解其赖以生存的通信协议。汽车内部，从发动机控制单元（ECU）到车载娱乐系统，需要高效可靠的通信来协调工作。CAN（Controller Area Network）总线作为汽车内部通信的“骨干”，以其高可靠性和实时性，数十年来一直占据主导地位。然而，随着车载电子设备的爆炸式增长，以及对更高带宽和更灵活性的需求，LIN（Local Interconnect Network）、FlexRay、MOST（Media Oriented Systems Transport）等协议应运而生，各自承担着不同的通信任务。 而当我们将目光投向车外，即车与车（V2V）、车与基础设施（V2I）、车与行人（V2P）、车与网络（V2N），以及车与云（V2C）的通信时，一个全新的通信范式——车联网通信（V2X）——便展现在我们面前。V2X通信的实现，离不开一系列关键技术和标准。其中，DSRC（Dedicated Short-Range Communications） 作为一种成熟的短程专用通信技术，凭借其低延迟的特点，在早期V2X应用中扮演了重要角色，尤其是在提高道路安全方面，如碰撞预警、变道辅助等。 然而，DSRC的技术演进和部署面临一些挑战。与此同时，C-V2X（Cellular V2X） 技术，基于蜂窝网络技术，如LTE和5G，正以其更广泛的覆盖范围、更高的灵活性以及与现有移动通信生态系统的集成能力，迅速崛起并成为行业的主流发展方向。C-V2X不仅能够支持V2V、V2I等传统V2X场景，还能为更高级别的自动驾驶、信息服务等提供强大的通信支持。本书将详细阐述这些核心通信协议的工作原理、技术特性、优缺点以及在不同应用场景下的适用性。我们将深入探讨它们如何在高动态、高密度、高可靠性要求的车联网环境中高效运作，确保信息能够被准确、及时地传递。 二、 挑战：车用安全通信的严峻考验 互联互通带来了便利，但也如同硬币的另一面，暴露了前所未有的安全隐患。在车联网环境中，通信链路的开放性、信息传输的广泛性，使得车辆面临着来自网络世界的各种威胁。 1. 协议层面的安全威胁： 即使是像CAN这样的内部通信总线，也并非密不透风。恶意代码注入、总线干扰、拒绝服务攻击等都可能对车辆的正常运行造成严重干扰，甚至引发事故。对于V2X通信，其基于无线传输的特点，更容易受到窃听、篡改、欺骗等攻击。攻击者可能伪造车辆身份，发送虚假信息，误导其他车辆或交通基础设施，从而制造混乱甚至导致灾难。 2. 身份认证与完整性保护： 在一个由无数节点组成的动态网络中，如何确保通信信息的来源是可信的？如何验证发送方身份的真实性？这是车用安全通信面临的首要难题。如果车辆无法确认接收到的信息是否来自合法且安全的源头，那么任何基于这些信息的决策都可能充满风险。同样，信息的完整性也至关重要，一旦信息在传输过程中被篡改，其后果不堪设想。本书将深入探讨各种身份认证机制，如公钥基础设施（PKI）、数字签名等，以及它们在车联网安全中的应用。 3. 数据加密与防窃听： 敏感的驾驶信息、车辆状态、甚至乘客的行程轨迹，都可能在通信过程中被泄露。为了保护这些隐私信息，数据加密是必不可少的手段。我们将探讨不同加密算法的原理和应用，以及如何在满足实时通信要求的同时，实现高效可靠的数据加密。 4. 恶意软件与网络攻击： 随着车载系统的日益复杂，引入了更多的软件和硬件组件，也增加了潜在的攻击面。恶意软件的植入、远程代码执行、系统漏洞的利用等，都可能成为攻击者入侵车辆控制系统的途径。本书将分析这些潜在的网络攻击向量，并探讨相应的防御策略。 5. 物理层与无线通信安全： 无线通信本身也存在一定的脆弱性，如信号干扰、欺骗基站等。如何确保无线通信的安全性，防止信号被劫持或篡改，是车用安全通信安全体系中不可或缺的一环。 三、 守护：隐私保护与合规性要求 在享受车联网带来的便利的同时，个人隐私的保护问题也日益突出。车辆在行驶过程中会产生大量的个人数据，包括但不限于： 行程信息： 起始点、目的地、行驶轨迹、行驶时间等。 驾驶行为： 速度、刹车、油门、转向等习惯。 车辆状态： 故障信息、维修记录、燃油消耗等。 车内环境信息： 乘客身份（通过摄像头或麦克风）、车内活动等。 这些数据如果被不当收集、存储或使用，将严重侵犯用户的隐私权。因此，在设计和部署车用安全通信系统时，隐私保护必须被置于核心地位。 本书将深入探讨以下隐私保护的关键方面： 数据最小化原则： 仅收集必要的数据，避免过度采集。 匿名化与假名化技术： 通过技术手段隐藏或模糊个人身份信息。 访问控制与授权机制： 严格管理对敏感数据的访问权限，确保只有授权人员或系统才能访问。 数据生命周期管理： 明确数据的收集、存储、使用、共享和删除的整个生命周期，并采取相应的安全措施。 用户同意与透明度： 用户应被明确告知数据收集的范围、目的，并享有控制自身数据的权利。 此外，随着全球各国对数据隐私保护的法规日益严格（例如欧盟的GDPR、中国的《个人信息保护法》等），车用安全通信系统也必须满足相应的法律法规要求。本书将探讨这些合规性要求，以及如何在技术实现层面满足这些法律框架。 四、 展望：面向未来的车用安全通信 车用安全通信是一个快速发展的领域，新的技术和挑战层出不穷。本书不仅着眼于当前的技术和挑战，更将展望未来的发展趋势。 人工智能与机器学习在安全领域的应用： 如何利用AI技术来检测异常行为、预测潜在威胁、优化安全策略。 区块链技术的潜力： 如何利用区块链的去中心化、不可篡改特性来增强数据安全和身份认证。 高级驾驶辅助系统（ADAS）与自动驾驶的安全保障： 随着自动驾驶技术的发展，对通信的安全性和可靠性提出了更高的要求。 跨域安全与协作： 如何实现不同车辆、不同基础设施之间，甚至与城市交通管理系统之间的协同安全。 《车用安全通信：协议、安全及隐私》旨在成为您探索车联网安全领域的一本必不可少的参考书。无论您是汽车制造商的技术人员、通信工程师、安全专家、研究学者，还是对智能出行充满好奇的爱好者，本书都将为您提供宝贵的知识和深刻的见解，共同构建一个更安全、更智能、更值得信赖的出行未来。