安全開機 (Secure Boot) 技術：車聯網的第一道防線

為什麼需要安全開機？

隨著車輛聯網功能的普及，ECU 面臨著被惡意軟體篡改的風險。攻擊者可能嘗試刷寫被修改過的韌體，以繞過安全機制或控制車輛功能。安全開機 (Secure Boot) 是防止此類攻擊的基石，它確保 ECU 僅執行經過授權 (簽名) 的軟體。

信任鏈 (Chain of Trust)

安全開機依賴於一條從硬體到應用層的信任鏈：

1. Root of Trust (RoT): 通常儲存在 HSM (Hardware Security Module) 或受保護的 One-Time Programmable (OTP) 記憶體中的公鑰雜湊值 (Public Key Hash)。這是信任的起點，不可被篡改。
2. Bootloader 驗證: MCU 重置後，硬體首先驗證 Bootloader 的數位簽章。如果驗證失敗，ECU 將拒絕啟動。
3. Application 驗證: Bootloader 啟動後，再驗證 Application Software 的數位簽章。

實作技術

數位簽章 (Digital Signature)

通常使用非對稱加密演算法 (如 RSA-2048 或 ECC-256)。

• 私鑰 (Private Key): 用於在開發環境中對軟體映像檔 (Image) 進行簽名。必須嚴格保管。
• 公鑰 (Public Key): 燒錄在 ECU 中，用於驗證簽名。

Vector vFlash 與 Security Manager

Vector 提供了完整的安全刷寫解決方案：

• vFlash: 支援透過 CAN/Ethernet 進行高速刷寫，並自動處理安全解鎖 (Security Access) 與簽名驗證流程。
• Security Manager: 用於管理 OEM 的憑證與金鑰，確保生產與售後環節的安全性。

常見挑戰

• 啟動時間: 簽名驗證涉及複雜的數學運算，可能會增加 ECU 的啟動時間。使用硬體加速器 (HSM/SHE) 是必要的優化手段。
• 金鑰管理: 如何在供應鏈中安全地分發與更新金鑰，是實施 Secure Boot 的最大挑戰。

透過落實安全開機，車廠可以有效防止未經授權的軟體修改，保障車輛的功能安全與資訊安全。