欢迎光临车网中国!

微信 | 微博 车网中国公众号二维码

当前位置:首页 > 车头条 > 返回

王德平:汽车大数据技术下抗量子计算信息安全探索与实践

发布日期:2026-09-18 22:10  来源:会议  作者:方方   浏览次数:731

车网世界报道:

由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办的第二十二届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛(以下简称“泰达汽车论坛”)于2026年9月17日至9月20日在天津市滨海新区举办。本届泰达汽车论坛将围绕“智绿筑基·生态蓄势·共创共赢”的年度主题,邀请重磅嘉宾展开深入研讨。


在9月18日“新技术生态专场:汽车大数据技术应用与数字化转型”中,中国一汽首席科学家、高端汽车集成与控制全国重点实验室主任王德平发表题为“汽车大数据技术下抗量子计算信息安全探索与实践”的演讲。

王德平_调整大小.jpg

中国一汽首席科学家、高端汽车集成与控制全国重点实验室主任  王德平

以下是演讲实录:

尊敬的董会长,各位嘉宾,各位同仁,上午好!


下面我给大家带来《汽车大数据技术下抗量子计算信息安全探索与实践》的演讲。这项工作刚刚开始,是一汽和合肥工大、国盾、冠盾前期初步研究成果,希望借今天这个场合大家批评指正。


首先说一下研究背景,因为量子技术近几年来发展方兴未艾,技术正从实验室阶段向产业化转化,开辟了未来产业新赛道,成为大国竞争新战场。发展量子科技已经成为国家的战略。


从智能网联汽车发展情况来看,从原来的车内交互围绕“人车路云”四大要素,现在形成五大交互场景,包括车运、车车、车路、车人、车内交互。正因为有这些交互,把车的内部通讯封闭系统变成大的开放系统,信息安全系统在原来基础上被打破了,智能网联汽车信息安全风险日益严峻。


从2025年实际情况来看,汽车的数据和信息安全事故贯穿了全年。特别是由于网络安全信息事故,在去年整体对车辆整车控制影响占到30%,数据和隐私安全类风险占了28%,这两项达到60%,频发的汽车信息和数据安全事故表明信息安全越来越重要。当前,面临着更大的挑战,特别是在大数据背景下,数据大量高速的在车内流转,在智能驾驶和人机交互中流转。


在量子计算到来的时间,由于量子计算具有指数级的并行能力,使大整数分解、椭圆对数迭代算法等原来在数学里面很难的课题变得很简单。


原来在车里面所使用的非对称密码,如果用量子Shor算法可以快速破解,原来整车密码算法、密钥算法在量子计算面前无法实现保护。对于对称密码和哈希密码用量子计算也可以破解,所以不断增加密码位数,才能够迭代它,保证它的安全。


量子计算对于信息安全是一个确定的未来信息安全的挑战。在前面必答题的基础上,是必须要解答的必答题。


另外一个层面,从国家法规方面来看,近几年国家陆续出台了汽车信息安全、数据安全法规,对于汽车信息和数据的要求越来越严格。对于汽车产品,每一个车企的产品,也要满足国家要求,这方面很急迫。


但是相应的标准体系,包括开发方法、验证标准,在量子计算方面还是不全的。在国家法规越来越严、标准规范缺失的情况下,量子信息安全变成了必须要快速解答的必答题,形势越来越严峻。


量子计算给汽车信息技术和数据安全带来了新的确定性风险。挑战之一是,在量子计算到来之际,必须有办法能够防护量子计算所带来的对车辆信息安全的破坏。另外的风险是,一旦量子信息安全突破原来现有汽车信息系统的安全范围,现在路上行驶的车辆,都面临着信息安全被破解(风险)。怎样用量子信息加密技术保护对现有汽车加密的迁移,也只有一个很短的时间窗口,需要做这个工作。这是在量子到来之际,在汽车信息安全、数据安全上面临两个核心的挑战。


围绕这样一个威胁和挑战,我们怎么去做呢?


最直接的方法,在车的信息和数据安全方面,用量子加密的方式去做,这是最直接,也是最容易想到的路径。但是我们看到,如果用量子加密的方式,也面临着三个约束:


首先,成本约束。单光子探测器,量子随机数发生器这些部件非常昂贵,甚至比一个车还贵,我们在车端加这样一个设备不现实。


第二,体积约束。因为体积庞大,没有空间装量子加密设备。


第三,物理约束。所谓物理约束,因为产生光子的系统和传输光子的光束,是不适应车辆高速移动和快速切换的通信节点的,在物理上,在车端实现不了。


这三种约束决定了用量子加密的方式在车里面实现信息安全、数据安全是无法实现的。


那么如何做呢?我们提出“抗量子计算”方式,通过这样的方式在车端进行量子信息时代的信息加密。


抗量子计算的路线目前有三种:

第一个路径,在车端用量子计算的算法,用数学的算法进行加密处理。

第二个路径,在云端布置一个量子发生器,量子装备,通过云端对车端进行量子密码管理。

第三个路径,在车端布一个小的芯片,通过小的随机芯片产生一些随机数,产生一个少量的密码源加密方式。


围绕三种方式做了分析和对比,目前来看三种方式各有利弊,很难明确哪一种路径可以更好地在车端应用,也有可能在未来发展当中是两种方式的组合。


通过前面两部分的介绍,我们明确了两点。一是量子威胁是必然的,二是我们防量子的路径是通过抗量子加密的方式。在车里面具体怎么做?我们构建了量子信息加密系统在车端应用的相应策略。首先构建量子信息安全体系,在车端建相应体系,跟现有这套系统完全不一样,要满足法规、标准等要求,同时要构建一个具有足够安全的技术底座。同时,围绕身份验证、接口、数据安全、安全可信根构建整个体系。下面围绕这个体系介绍。


围绕这样一个管理体系,要构建整个信息安全技术架构。汽车量子信息安全技术架构,概括为“三横两纵”,这是我们第一次在国内外发布这个架构,在相应产品上也做了验证。


“三横”的第一层是基础层,更多核心做量子安全引擎部署。重点做轻量化抗量子密码,一个计算的密码,这是最底层和基础层;第二层是车端协议栈的协同优化和跨域认证,核心构建协议栈通讯,同时要做抗量子计算数字证书机制;第三层是云端双模量子信息安全防护体系,核心是把管理证书,量子密钥的策略和跨域协同,构建协同的系统。


“两纵”,一是量子信息安全技术能力,构建安全的稳健技术底座;二是构建量子信息安全混合评价。目前现有系统都是单维的,怎样跟量子系统结合,混合的验证系统现在是没有的。


在第一层里面,目的是要以硬件加速,软件算子优化,场景最优化选型和混合密码切换,实现车端可控的安全能力。


第一层里核心的难点是现有的标准PQC算法在车端平台上布置的时候,算力和计算对车内控制器和内存要求是比较高的,所以直接部署起来受资源约束。我们提出了在这样一个难点基础上破解的思路,包括算法分析、车载迁移、工程优化以及测试验证的闭环技术系统。围绕技术系统,在每一个步骤里面都应该干什么,包括场景算法选型,面对需求怎样评估安全强度、时延、通讯和存储开销,以及最优密码封装和签名验证机制,每一项里面有具体做法。这四项做完之后需要在平台上做验证,最后实现工程化交付,这是在第一层里面需要做的具体的业务,和具体要做的验证。


第二层里核心的任务是以协议优化、证书的兼容和模块化封装技术实现量子安全能力,用标准化的服务形式融入到车端协议体系里面。这里的难点是建链时间比较高,而且网络负荷比较松,怎样用现有跨系统和抗量子证书兼容。我们提出了构建思路,要构建PQC协议栈协同优化的机制。有三个具体的做法,包括PQC协议栈协同优化,抗量子计算数字证书和签名,模块化安全服务,也都明确了在每一个项目里面都应该具体做什么,也构建了开发流程。


第三层是云端双模量子信息安全防护体系,这是融合云端配置架构,在云端统一做配置,多模按需做切换,使量子安全防护能力覆盖到不同价值等级的车云业务场景。相应的难点,抵御量子计算攻击过程当中,通过一个防护机制实现不了,怎样通过业务差异化来去做需求的分析。围绕这个难点,我们也提出相应的解决思路。


包括两个纵向柱,比如在量子信息安全基础能力方面,核心是解决五个方面问题。在边界安全方面,通过零信任量子安全网关实现跨域鉴权的确认。在链路安全方面,通过TLS1.3全链路加密,实现全链路安全。包括跨域安全、抗量子证书体系、全生命周期管理以及抗量子密码管理。


在量子信息安全测试验证方面,核心工作是设计覆盖功能、性能、安全性、典型场景评价体系,这块工作量非常大,因为验证体系标准,包括攻击都是不完全的。


主要有四个方面:链路功能测试、性能指标测试、安全强度验证、典型场景覆盖。我们明确了它的测试体系怎么建,环境怎么建,需要什么样的工具链,评价目标是哪些要素。


第三部分更为核心,面对抗量子技术,在汽车端需要做什么,需要构建体系,建立架构,每一个架构都需要做什么。


围绕这样的体系和架构,我们从2023年开始开展了相应的量子信息安全技术工作,取得了很好的进展。围绕量子信息重构了车端管理体系,特别是将量子安全融入到当前的网络安全和数据安全系统化流程里。我们也重构了信息安全开发流程。在原来传统经典的开发流程里,增加了5个模块,同时重构了18个原有模块。在这个基础上,我们又将不同的数据做一个资产,基于STRIED模型,从威胁场景和损失场景两个方面,定量分析整车面临网络安全和数据安全风险评估方法,到底量子在车端各个系统里面带来风险是什么,做了相应评估。


同时在三横方面开展具体工作,比如适配TEE多元多载体部署,开发了模块化安全服务组件,也建立了各个层开发标准,搭建多元云端验证平台。


在两个纵向柱方面,一方面围绕量子信息安全基础能力,构建了从边界到链路、跨域、证书、密钥相应能力,对验证体系也做了测试闭环和量化评价,开展了前期体系和基础工作。目前从测试方面,覆盖整个功能、性能、强度、业务场景。


在前期落地基础上,有两个实践的案例在车端开始验证和应用:一个是用抗量子计算技术对于座舱所有数据做了加密,所有座舱数据可以用量子加密方式实现保护;另外是使用量子加密计算密码技术,可以通过手机端实现车辆远程监控。对车辆在远控安全上,在量子时代到来的时候,也可以保证车辆远程控车,这是在实车上两个应用案例。


最后小结:因为量子技术在大数据智能网联时代,是确定性面临的信息安全问题,相应技术路线也是明确的和可以验证的。在这样的时代,需要我们大家共同努力,面对量子时代的到来。因为现在量子信息安全还面临着很多行业挑战,比如标准缺失、成本较高、通过什么样的车型及相应场景拉动技术成熟以及量子信息的人才不足。这些都是行业面临的共同问题。


借此机会,呼吁行业同仁,共同在量子时代到来之际,携手合作,共同开创量子时代信息安全技术未来,谢谢大家!

上一篇:王晓明:以数据资产重塑动力电池产业链竞争力

下一篇:陈孙潇:大模型驱动车-云协同,加速智能网联汽车规模化发展

热门文章

关于我们 联系方式 招贤纳士 隐私政策 车网历程

Copyright©2004-2030 车网中国版权所有 京ICP证040347号-1 技术支持:想象力