ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ECF26 infobanner

IN FOCUS

AI-agentit tuovat älykkään automaation piirien ja piirilevyjen suunnitteluun

Puolijohde- ja piirilevysuunnittelun seuraavaa vaihetta määrittävät kaksi rinnakkaista tavoitetta. Ensinnäkin halutaan kasvattaa suunnittelutyökalujen suorituskykyä. Lisäksi on tärkeää parantaa suunnittelijoiden tuottavuutta.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

top top square
top top square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Ajoneuvoista voidaan tehdä tietoturvallisia

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 11.01.2019
  • Embedded
  • Software

Tulevaisuudessa V2I- (vehicle to infrastructure) ja V2V-yhteydet (vehicle to vehicle) saavat rinnalleen V2X-tietoliikenteen (vehicle to everything). Kyse on miljardin dollarin markkinoista, joka kiinnostaa kuluttajaakin yhä enemmän. Yksi tavoite V2X-yhteyksissä on vähentää onnettomuuksia informaation vaihdon avulla.

Artikkeli on kirjoittanut Rutronik Electronicsin tuotepäällikkö Hao Wang. Hän on valmistunut diplomi-insinööriksi Dresdenin teknisestä korkeakoulusta. Rutronikin palveluksessa hän on ollut syksystä 2015 lähtien. 

Yhdysvaltain liikenneministeriön onnettomuuksia vuosina 2004-2008 tehdyn analyysin perusteella V2X-järjestelmät voivat estää 4,5 miljoonaa onnettomuuksista. Tämä on 81 prosenttia kaikista onnettomuuksista. (Lähde: 5G Americas -raportti)

Uhka

Tähän asti V2X ei ollut niin suosittu. Yksi syy tälle on se, että V2X-tietoliikenteen tietoturvaan liittyy paljon negatiivisia näkemyksiä. Potentiaalisesti suurin uhka liittyy kyberhyökkäyksiin. Mikäli ajoneuvon tietokone tai matkapuhelinjärjestelmä joutuu hakkeroiduksi, voi tämä johtaa omaisuusvahinkoihin ja jopa hengenvaarallisiin tilanteisiin, mikäli autoa ajetaan samaan aikaan. Vuonna 2015 kaksi tietoturvatutkijaa onnistui murtautumaan etänä Jeep Cherokeen CAN-väylään ja ottamaan ajoneuvon hallintaansa. He käyttivät Linux-pohjaisen viihdejärjestelmän haavoittuvuutta hyväkseen. Vuosi myöhemmin kaksi tutkijaa onnistui jälleen ohjaamaan Jeep Cherokeeta ajoneuvon OBD-väylään liitetyn kannettavan tietokoneen avulla.

Kun CAN-väylä kehitettiin vuosikymmeniä sitten, tietoturva ei ollut mikään iso kysymys. Sen mukaisesti CAN ei takaa datan luottamuksellisuutta ja signaalit siirretään broadcast-muodossa. Nyyaikaisissa ajoneuvoissa CAN-väylässä siirretään viestejä esimerkiksi ovien avaamiseksi ja moottorin käynnistämiseksi. Viestit vaihdetaan ajoneuvon sisällä olevan ECU-yksikön ja elektronisen avaimen välillä. Jos tähän järjestelmään murtauduttaisiin, varas voisi helposti varastaa auton.

Lisäksi langattomat standardit kuten Bluetooth, GPRS tai UMTS, joihin mobiilinettitoiminnot kuten sähköposti, SMS, videostriimaus, videopuhelut jne. perustuvat, ovat tuoneet hakkereille laajemman ”kohdealueen”. Tämän ansiosta hakkerit voivat paitsi ottaa ajoneuvon hallintaansa myös asentaa haittaohjelmia varastaakseen ajoneuvodataa kuten sijainnin, useimmin käytetyt reitit, ja puheluiden soittamiseen etänä. Koska ns. T-BOX-laite (Telematics Control Unit) vastaa nyt kaikista edellä mainituista tietoliikennetoiminnoista, tietoturva on noussut tiukasti kehityksen keskiöön.

Ratkaisu

Mitä toimintoja laitesuunnittelijan täytyy toteuttaa varmistaakseen, että ECU-yksiköt vastaavat vaativimpiin tietoturvavaatimuksiin ja että ne suojataan laitonta fyysistä puuttumista, auktorisoimattomia asennuksia, haittaohjelmistojen lataamista, troijalaisia ja vääriä päivityksiä vastaan. Datan salaaminen on tehokas tapa varmistaa datan eheys, käytettävyys ja luotettavuus ajoneuvon verkon sisäisessä tietoliikenneväylässä. Kryptograafisia menetelmiä voidaan siten käyttää estämään kyberhyökkäykset.

Viime vuosina on muodostettu useita intressiryhmiä ehdottamaan ohjenuoria sellaisten järjestelmien suunnitteluun ja verifiointiin, jotka kestävät hakkerihyökkäyksiä ja manipulointiyrityksiä.

Hyvä esimerkki tällaisesta on EU-rahoitettu EVITA-tutkimusprojekti, jossa oli mukana useita yrityksiä kuten BMW, Continental, Fujitsu, Infineon ja Bosch. EVITA tuotti joukon ohjeistuksia, joissa kuvattiin yksityiskohtaisesti eri ECU-yksiköiden tietoturva-arkkitehtuurien suunnittelua, verifiointia ja prototypointia. Lisäksi EVITA vaati, että kaikki kriittiset ECU-yksiköt varustetaan mikropiirillä, joka sisältää sekä dedikoidun tietoturvamoduulin (HSM, hardware security module), mutta myös prosessorin, johon on määritelty kolme erilaista vaatimusprofiilia: Full, medium ja light. Nämä moduulit salaavat ja purkavat kaiken datanvaihdon ECU-yksiköiden välillä.

EVITA-standardin pohjalta kasvava joukko puolijohdeyrityksiä on toteuttamassa turvattuja alueita (joihin viitataan myös termillä luottamuksen ankkuri, ”trust anchor”) mikro-ohjaimissaan ja mikroprosessoreissaan. Esimerkiksi STMicroelectronics on integroinut HSM-moduulin molempiin Power-arkkitehtuuriin perustuviin SPC5-mikro-ohjainperheisiinsä ja Arm-ytimeen perustuviin prosessoreihinsa, esimerkiksi STA1385-telematiikkaohjausyksikköönsä.

Nämä HSM-piirit tarjoavat kattavan suojan kyberuhkia vastaan. HSM on eristetty alijärjestelmä, jossa on oma turvaprosessori, RAM-muistia ja flash-muistia (koodille ja datalle). Lisäksi HSM-moduulissa on laitetason kiihdytin salaukselle. ST:llä tämä on C3-salauskiihdytin, joka sisältää myös aidon TRNG-satunnaislukugeneraattorin. Data- ja keskeytyspyynnöt vaihdetaan HSM- ja sovellusprosessorin välillä laitetason liitännän kautta.

HSM-moduuli huolehtii pääsynohjauksesta (access control) mutta voi myös tuottaa aitoja satunnaislukuja salausavaimille ja suorittaa kaikki muut salaustoiminnot integroidun satunnaislukugeneraattorinsa ansiosta. Kuten edellä kävi ilmi, CAN-väylän tietoturva ei ole kovin korkeaa luokkaa, eikä se siksi voi taata siirretyn datan luottamuksellisuutta ja eheyttä. Asymmetriset ja symmetriset salausalgoritmi HASH-toiminnoin, MAC- ja CMAC-antentikointikoodit mahdollistavat datan luottamuksellisuuden, eheyden ja käytettävyyden, digitaaliset allekirjoitukset ja datan autentikoinnin. Kaikki koodaus- ja dekoodaustoiminnot toteutetaan laitetasolla, jolla varmistetaan se, ettei isäntäprosessoria rasiteta liikaa.

Tyypillisiä sovelluksia: turvakäynnistys

Turvakäynnistystoiminto validoi käynnistyslataimen eheyden. Ensiksi mikro-ohjaimen HSM-moduuli lataa käynnistyslataimen flash-muistista master-väylän kautta. Sovittua salaista avainta käyttämällä HSM-moduuli voi laskea MAC-koodin vastaanotetulle viestille. Mikäli laskettu MAC-koodi tallennettua käynnistys-MAC-koodia, datan eheys turvataan ja mikro-ohjain voi käyttää käynnistyslatainta.

Turvaviestintä

HSM mahdollistaa myös turvatun viestinnän. Tätä kuvaa seuraava esimerkki: ECU-keskusyksikkö kommunikoi anturin ECU-yksikön kanssa. Kuten selitettiin edellä, jokaisessa HSM-moduulissa on satunnaislukugeneraattori ja laitetason salausmoottori. ECU-keskusyksikkö generoi satunnaisluvun ja lähettää sen anturi-ECUlle. Anturi vastaanottaa satunnaisluvun, mittaa sen datan ja aktivoi oman HSM-moduulinsa salatakseen mittausdatan ECU:n satunnaisluvulla. Anturin ECU-yksikkö lähettää salatun datan takaisin ECU-keskusyksikölle. Tämä purkaa datan käyttämällä omaa satunnaislukuaan. Siirrettyä satunnaislukua verrataan vastaanotettuun datan eheyden ja autenttisuuden varmistamiseksi. Satunnaislukugeneraattori suojaa toistuvia hyökkäyksiä ja ”salakuuntelua” vastaan.

Flash-muistin suojaus

Koska firmware- ja turvakonfiguraatiot kuten salasanat ja avaimet tallennetaan ohjaimen flash-muistiin, myös niiden suojaaminen on kriittisen tärkeää. ST:n SPC5-ohjaimet on siksi varustettu kahdella moduulilla, jotka ovat vastuussa erityisesti muistin suojaamisesta: TDM-moduuli pakottaa ohjelmiston kirjoittamaan datasarjan flash-muistin tiettyyn osaan ennen kuin yksi tai useampia lohkoja voidaan deletoida TDR-alueella (tamper detection region). Toisaalta PASS-moduuli tekee salasanojen vertailun ennen kuin flashiin voidaan kirjoittaa tai siltä voidaan poistaa dataa.

Järjestelmän turvakonfiguraatio

Varmistaakseen sen, että järjestelmän käynnistys tapahtuu turvallisesti sen resetoinnin eli nollauksen jälkeen, kaikkien tallennettujen laitekonfigurointiformaattien (DCF, device configuration formats) eheys tarkistetaan ennen uudelleenkäynnistystä, mikä estää auktorisoimattomien toimintojen ja muutosten tekemisen. Lisäksi useita turvatoimintoja voidaan tarkistaa. Tämä varmistaa sen, että mikä tahansa yritys muuttaa sisältöä tietyssä sijainnissa erilaisilla hyökkäysmenetelmillä tai haittakoodin lataaminen käynnistyksen aikana voidaan pysäyttää.

Johtopäätös

IT-tietoturvamenetelmät ovat olennaisen tärkeitä ajoneuvoissa. Uusimpien ja edistyneimpien puolijohdepiirien käyttäminen integroituine HSM-moduuleineen auttaa parantamaan turvaa ja tekemään toteutuksesta tehokkaampaa.

MORE NEWS

Tekoäly ei mahdu yhteen rautamuottiin

ETN - Technical articleTekoäly siirtyy pilvestä koneisiin, kameroihin, antureihin ja robotteihin. Reunalla yksi laitteistoratkaisu ei kuitenkaan sovi kaikkeen, vaan suorituskyky on sovitettava mallin, datan ja käyttökohteen mukaan.

Oskilloskooppi ryhtyy tehoanalysaattoriksi

Rohde & Schwarz tuo kolmivaihetehon analyysin suoraan MXO-sarjan oskilloskooppeihin. Uusi ohjelmisto näyttää tehon lisäksi myös sen, mitä jännite- ja virtakäyrissä todella tapahtuu – eikä vian syytä tarvitse enää metsästää kahdella eri mittalaitteella.

Tekoäly nosti Nokian kasvuun

Nokian liikevaihto kasvoi toisella neljänneksellä yhdeksän prosenttia ilman valuuttakurssien vaikutusta. Kasvun moottoriksi nousivat tekoäly- ja pilvipalveluasiakkaat, joille suuntautunut myynti yli kaksinkertaistui vuodessa. Samalla Nokia sai näiltä asiakkailta uusia tilauksia 2,8 miljardilla eurolla.

Samsungin Fold8 yrittää korvata kolme laitetta

Samsungin uusi Galaxy Z Fold8 on suunniteltu toimimaan puhelimena, tablettina ja lukulaitteena samassa paketissa. Yhtiö on muuttanut näytön mittasuhteita sen mukaan, miten laitetta käytetään eri tilanteissa. Suomessa ajatus voi saada vastakaikua, sillä joka viides kuluttaja haluaisi älypuhelimensa korvaavan mahdollisimman monta muuta laitetta.

OnePlus sulaa Euroopassa OPPOksi myös ohjelmistotasolla

OnePlus lopettaa uusien tuotte-Amerikassa. Nykyinen käyttäjäkunta pyritään kuitenkin pitämään konsernin sisällä. OPPO ottaa vastuulleen tuen, houkuttelee suomalaisia Find-sarjan puhelimiin 200 euron alennuksella ja kansainvälisten tietojen mukaan siirtää OnePlus-laitteet vähitellen ColorOS-käyttöjärjestelmään.

USB-avain korvaa salasanan ja allekirjoittaa sähköisesti

Infineonin uusi turva-avain ei tyydy vain kirjautumaan käyttäjän puolesta. SECORA ID Key S USB yhdistää samaan USB- ja NFC-laitteeseen salasanattoman FIDO2-tunnistautumisen, PKI-varmenteet ja hyväksytyn sähköisen allekirjoituksen. Avoimen Java Card -ympäristön ansiosta valmistajat voivat lisäksi ohjelmoida avaimeen omia sovelluksiaan.

UWB-piiri korvaa erillisen läsnäoloanturin

Infineon yhdistää tarkkaan paikannukseen käytettävän UWB-radion ja läsnäolotunnistuksen samalle piirille. Uusi AIROC TSL100 voi esimerkiksi avata auton, päätellä käyttäjän olevan auton sisä- tai ulkopuolella sekä tunnistaa matkustajan, jalan liikkeen tai tunkeutujan ilman erillistä anturijärjestelmää.

Anturiton ohjaus valtaa autojen tehoelektroniikkaa

ETN - Technical articleBLDC-moottorien yleistyessä autoteollisuus etsii skaalautuvia ratkaisuja niiden hiljaiseen ja tehokkaaseen ohjaukseen. Toshiban SmartMCD-ohjainperhe kattaa nyt tehoalueet muutamista wateista kilowattiin.

Donut Labin kennon jännite on säädettävissä

Donut Lab on jatkanut I Donut Believe -videosarjaansa, jossa he avaavat CES-messuilla esitellyn kiinteän elektrolyytin akkutekniikkansa saloja. Tällä viikolla esiteltiin kennon bipolaarisuutta, jonka ansiosta kennon jännite on säädettävissä sovelluksen tarpeen mukaan.

Tekoäly muuttaa elektroniikkajakelun pelisääntöjä

ETN - Technical articleTekoäly on jo selkeästi ohittanut kokeiluvaiheen. Avnet Insights 2026 -selvityksen mukaan tekoäly on monilla elektroniikan aloilla jo mukana käytössä olevissa tuotteissa, ja sen soveltaminen yleistyy nopeasti kaikkialla EMEA-alueella.

Nokian AI-radio lupaa kaksinkertaistaa taajuuksien kapasiteetin

Nokia tuo tekoälykiihdyttimet osaksi radioverkon perustaajuuslaskentaa. Yhtiön mukaan uusi AI-RAN-alusta voi parantaa taajuuksien käytön tehokkuutta yli 100 prosenttia vuoteen 2028 mennessä. Käytännössä operaattori voisi siirtää samalla taajuuskaistalla jopa kaksinkertaisen määrän dataa ilman koko radioverkon uusimista.

Samsungin perus-SSD yltää lähes PCIe 4 -huippuihin

Samsung tuo lippulaivaluokan siirtonopeudet kuluttajille tarkoitettuun SSD-perusmalliinsa. Uusi Samsung 990 lukee dataa parhaimmillaan 7 250 megatavua sekunnissa eli yltää lähelle PCIe 4.0 x4 -liitännän käytännön suorituskykyrajaa.

Tekoälyagentti voidaan kaapata projektitiedostolla

Tekoälyagenttien kyky lukea projektin ohjeita ja liittää uusia työkaluja automaattisesti on samalla uusi ohjelmistojen toimitusketjuriski. Check Point Researchin mukaan tavallinen Markdown- tai JSON-tiedosto voi ohittaa agentin turvarajat, käynnistää komentoja ja liittää siihen haitallisen MCP-palvelimen ennen kuin kehittäjä ehtii nähdä varoitusta.

Joko tämä piiri tekee Teslasta täysautomaattisen?

Tesla on saanut valmiiksi seuraavan sukupolven AI5-tekoälyprosessorinsa suunnittelun. Piirin on määrä antaa yhtiön tuleville autoille moninkertaisesti nykyistä enemmän laskentatehoa, mutta yksin se ei tee Teslasta autonomista. AI5 voi kuitenkin poistaa robottiauton tieltä yhden keskeisen esteen, eli auton oman tietokoneen rajallisen suorituskyvyn.

Ensimmäiset HDMI 2.2 -laitteet tulevat markkinoille tänä vuonna

HDMI 2.2 -standardi julkistettiin jo viime vuonna, mutta ensimmäiset sitä tukevat kuluttajalaitteet ovat vasta tulossa markkinoille. Uusi liitäntä kaksinkertaistaa HDMI 2.1:n maksimikaistan 96 gigabittiin sekunnissa, mutta samalla televisioiden ja näyttöjen ominaisuuksien vertailusta tulee aiempaa hankalampaa.

Lämpösäteilyä voidaan ohjelmoida

Osaka Metropolitan Universityn johtama tutkijaryhmä on simuloinut rakennetta, jolla lämpösäteilyn suuntaa ja voimakkuutta voidaan ohjata ja valittu toimintatila säilyttää ilman jatkuvaa virransyöttöä. Kyse ei vielä ole valmistetusta komponentista, vaan laskennallisesti mallinnetusta GST–InAs-metamateriaalirakenteesta.

Yksi piiri vie jarrut kohti ohjelmistopohjaista ohjausta

Autojen jarrujärjestelmät ovat siirtymässä mekaanisista ja hydraulisista ratkaisuista kohti ohjelmiston ohjaamia brake-by-wire-arkkitehtuureja. Muutos näkyy nyt myös pyörän yhteyteen sijoitettavassa elektroniikassa, jossa tehonhallinta, anturidata ja turvatoiminnot integroidaan yhä tiiviimmin samalle piirille.

Natriumakku saavutti Teslan kennot valmistuksessa

Kiinalainen Hina Battery on ottanut natriumioniakuissa merkittävän kehitysaskeleen. Saksalaisen RWTH Aachenin tutkijoiden tekemä riippumaton analyysi osoittaa, että yhtiön kaupallinen natriumkenno on valmistuslaadultaan samalla tasolla kuin nykyiset litiumioniakut. Energiatiheydessä natriumakku jää kuitenkin vielä selvästi jälkeen Teslan ja muiden huippuluokan litiumakkujen kennoista.

Millimetriaallot tuovat 3D-tarkastuksen pakkauslinjalle

Rohde & Schwarz tuo laadunvalvontaan millimetriaaltoskannerin, joka näkee kartongin, muovin ja laminoitujen pakkausmateriaalien läpi ilman ionisoivaa säteilyä. R&S Imager muodostaa suljetusta pakkauksesta 3D-kuvan, jota voidaan käyttää tekoälypohjaisessa virheentunnistuksessa suoraan tuotantolinjalla.

Jolla iskee tekoälyn avaamaan rakoon kännykkämarkkinassa

Jolla ei yritä haastaa Applea ja Googlea vanhassa älypuhelinpelissä. Yhtiön mukaan tekoäly muuttaa koko kännykkämarkkinan, kun sovellukset siirtyvät taustalle ja käyttöjärjestelmästä tulee käyttäjän datan ja AI-agenttien portinvartija. Tässä muutoksessa Jolla näkee uuden mahdollisuutensa.

box mobil 1
box mobil 1
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Tekoäly ei mahdu yhteen rautamuottiin

ETN - Technical articleTekoäly siirtyy pilvestä koneisiin, kameroihin, antureihin ja robotteihin. Reunalla yksi laitteistoratkaisu ei kuitenkaan sovi kaikkeen, vaan suorituskyky on sovitettava mallin, datan ja käyttökohteen mukaan.

Lue lisää...

OPINION

Halpa koodi oli vain välivaihe

Tekoäly lupasi tehdä ohjelmistokehityksestä halvempaa. Nyt koodia syntyy enemmän kuin koskaan, mutta Gartner varoittaa toisesta suunnasta. Kun koodin generoimisen arvo lähestyy nollaa, todellinen kustannus siirtyy tokeneihin, katselmointiin ja vastuun kantamiseen.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Tekoäly ei mahdu yhteen rautamuottiin
  • Oskilloskooppi ryhtyy tehoanalysaattoriksi
  • Tekoäly nosti Nokian kasvuun
  • Samsungin Fold8 yrittää korvata kolme laitetta
  • OnePlus sulaa Euroopassa OPPOksi myös ohjelmistotasolla

NEW PRODUCTS

  • Bluetooth haastaa UWB:n etäisyysmittauksessa
  • 6 watin DC/DC-muunnin mahtuu tuuman koteloon
  • Lisäkortilla 10 megabitin 4G-yhteys IoT-laitteisiin
  • Yksi anturi korvaa neljä mikrokytkintä autossa
  • Murata kutisti 100 voltin autokondensaattorin 0805-kokoon
 
 

Section Tapet