汽车网络安全TARA分析全指南:从基础原理到落地实操

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前言

随着汽车智能化、网联化的深度发展,车辆电子电气架构从分布式向域控化、中央计算架构演进,车辆对外连接接口(5G、WiFi、蓝牙等)持续增多,网络攻击面呈指数级扩大。网络安全已从车辆的增值功能,转变为关乎人身安全、合规准入、品牌口碑的核心底线。

在汽车网络安全工程体系中,TARA(Threat Analysis and Risk Assessment,威胁分析与风险评估) 是整个体系的核心基石,是 ISO/SAE 2143要求的核心方法论,也是车企实现网络安全主动防御、满足合规准入的必备工作。

本文将从零开始拆解 TARA 分析的全流程,用通俗的语言、可落地的步骤,让新手也能完整掌握 TARA 分析的核心逻辑与实操方法,同时规避行业常见误区。

一、TARA 分析到底是什么?

核心定义

TARA 分析是汽车行业通用的、标准化的网络安全方法论,核心是通过系统化的流程,识别车辆面临的网络安全风险,拆解攻击路径,量化评估风险等级,最终输出可落地的风险处置措施,实现网络安全风险的全生命周期可控。

简单类比:TARA 分析就像给车辆做一次全面的 “网络安全防盗体检”—— 先找到车里要保护的、资产,再找到所有可能被小偷突破的门窗、下水道(攻击面),评估小偷作案得手后的危害(损害场景),然后推演小偷可能的入室路径和作案手段(威胁场景与攻击路径),最终给门窗装锁、加监控、设报警(风险处置)。

二、为什么必须做 TARA 分析?

全球合规强制准入要求

这是车企开展 TARA 分析的核心刚性约束。
•国际合规要求: UNECE R155 法规:作为全球首个车辆网络安全强制法规,其要求车企建立 CSMS 网络安全管理体系、完成车辆网络安全型式认证。法规条文未直接指定 TARA 术语,但强制要求开展威胁识别、风险评估与风险处置;在全球整车准入审核中,依据 ISO/SAE 21434 标准开展的 TARA 分析,是监管及认证机构统一认可的合规手段,也是产品进入欧盟及相关协定市场的关键技术材料。
•国内合规要求:GB 44495-2024《道路车辆 网络安全工程》强制性要求车辆全生命周期开展网络安全威胁识别、风险分析与风险处置活动。TARA 作为标准规定的标准化风险分析方法,是落实国标安全管控条款、完成车型准入审查、通过合规审核的必要技术文件与核心佐证材料。

车辆安全的本质需求

智能网联汽车的核心行驶功能(制动、转向、动力)已与网联系统深度打通,一旦被黑客攻击,将直接导致车辆失控、人员伤亡。TARA 分析是从产品设计源头识别风险,而非事后补救,是避免车辆出现恶性网络安全事件的核心手段。

研发与运营的成本控制

行业实践表明:在产品前期阶段提前识别并整改网络安全风险,成本远低于量产后期补救。TARA 分析可实现风险前置管控,有效规避量产召回、高额处罚、品牌口碑受损等重大损失,是车企优化成本、降本控险的关键手段。

供应链安全的责任划分

当前汽车供应链高度复杂,一辆车的 ECU、软件模块来自数十家甚至上百家供应商。TARA 分析可以明确整车级、系统级、组件级的安全需求,清晰划分车企与供应商的网络安全责任边界,避免出现安全事件后责任推诿的问题。

三、TARA 分析在网络安全项目中的执行节点

TARA 分析不是一次性的纸面工作,而是贯穿车辆全生命周期的持续性工作,对应 ISO/SAE 21434 的全生命周期阶段,核心执行节点如下:

概念阶段:首次核心开展

概念阶段是网络安全风险管控的关键前置节点。需依托整车及电子电气架构方案,针对智能驾驶、车联网、动力底盘等关键域,开展整车级首轮 TARA 威胁风险分析,同步制定网络安全目标与顶层安全需求,为后续架构设计、方案选型划定安全基线。若前期缺失该环节,易导致设计方案存在原生安全短板,后期整改难度大、成本激增。

产品开发阶段:迭代细化

在系统、硬件、软件开发阶段,针对具体的域控制器、ECU、软件模块、通信接口,开展组件级、细化版的 TARA 分析,将整车级安全需求分解到每一个硬件、软件组件,验证设计方案是否满足安全需求,同步优化防护措施。

生产与运维阶段:持续更新

生产阶段:针对生产过程中的调试接口、烧录流程、密钥管理等场景,开展专项 TARA 分析,避免生产环节引入安全风险;

运维阶段:车辆量产后,每一次 OTA 功能升级、新增对外接口、行业出现新的漏洞 / 攻击手段、野外发现安全事件,都必须重新开展 TARA 分析,更新风险处置措施,确保车辆全生命周期的风险可控。

变更阶段:变更触发

任何涉及车辆 E/E 架构、通信接口、软件功能、对外连接、数据处理的变更,都必须开展变更影响性 TARA 分析,评估变更是否引入新的攻击面和风险,只有风险可控的变更才可落地。

四、TARA 分析的完整实操步骤(行业通用标准流程)

TARA 分析的核心逻辑可总结为 8 个标准化步骤,完全符合 ISO/SAE 21434 标准要求。

步骤 1:定义分析对象、边界与相关项定义

这是 TARA 分析的基础,核心是明确分析范围与基线,避免分析盲区或范围失控。

  1. 明确分析对象
    可根据项目需求选择整车、智能驾驶域、车联网域、动力底盘域、域控制器、单个 ECU、软件模块、OTA、数字钥匙、远程控制等相关项。
  • 明确相关项边界
    界定功能范围、对外通信接口、车内交互关系、数据流向、协议类型、云端交互、车联网 APP 交互、维修诊断链路及供应链责任边界。
  1. 明确操作环境与假设条件
    包括车内网络架构、外部依赖环境、交互系统假设及合规适用范围。

步骤 2:资产识别与损害场景识别

资产是网络安全防护的核心保护对象,是开展 TARA 分析的前置基础。需完成数据流图绘制、资产识别、网络安全属性判定、损害场景推导四位一体分析。

  • 绘制数据流图
    基于系统架构、功能逻辑、通信链路与数据流转过程,完整描述相关项的数据输入、处理、传输、存储与外部交互,覆盖所有组件、接口、协议与依赖环境。
  • 资产识别
    全面梳理整车 / 系统 / 组件级关键资产,程序 / 应用、数据流、存储数据、软件组件等。
  1. 信息安全属性判定
    明确每类资产的核心保护属性:机密性、完整性、可用性、真实性、可授权性、不可抵赖性、时效性。
  • 损害场景识别
    分析资产安全属性被破坏后,可能对道路使用者、车辆、驾乘人员、企业造成的负面后果,包括人身伤害、功能失效、隐私泄露、经济损失等。

步骤 3:影响等级评估(S/F/O/P 四维评估)

这一步核心是回答攻击成功后危害有多大,从四大维度开展影响评估:

  • 安全影响(S) :是否造成人身伤亡、车辆失控、道路安全风险;
  • 财务影响(F) :经济损失、召回成本、维修成本、企业财产损失;
  • 操作影响(O) :车辆核心 / 重要功能丧失、异常、降级、不可用;
  • 隐私影响(P) :个人信息泄露、滥用、未经授权访问与追踪。

影响等级划分为:严重、中的、中等、可忽略

步骤 4:攻击面梳理与威胁场景识别

这一步核心是回答攻击者从哪里进入、以何种方式实施攻击,实现威胁识别全覆盖、无遗漏。

攻击面全覆盖梳理

  • 远程无接触攻击面:5G/4G 通信接口、OTA 云端接口、车联网 APP、WiFi、蓝牙、NFC、V2X、云端服务接口;
  • 本地物理攻击面:OBD 诊断接口、USB/SD 接口、硬件调试口、JTAG、维修刷写接口;
  • 车内内部攻击面:CAN/CAN-FD/LIN 总线、车载以太网、域间通信链路、ECU 内部交互接口。
  • 威胁场景识别(STRIDE 模型,行业通用)
    采用 STRIDE 威胁模型开展标准化威胁识别,覆盖汽车网络安全绝大多数威胁类型:
缩写威胁类型中文释义汽车行业典型示例
SSpoofing仿冒伪造合法 ECU 接入总线、仿冒用户登录车联网 APP、伪造 OTA 升级包
TTampering篡改篡改底盘控制信号、篡改固件 / 配置、篡改行车数据 / 日志
RRepudiation抵赖删除攻击日志、销毁审计痕迹、导致安全事件无法追溯
IInformation Disclosure信息泄露泄露行车轨迹、人脸 / 指纹信息、车辆密钥、固件源码、诊断数据
DDenial of Service拒绝服务总线拥塞、功能宕机、ECU 重启、车辆失去控制能力
EElevation of Privilege权限提升从娱乐系统突破获取底盘控制权、普通权限提升管理员权限

步骤 5:攻击路径识别与分析

针对每一个威胁场景,完整拆解攻击者从入口到目标资产的整条攻击链,要求无断点、无跳跃、可复现、可验证。
可采用自上而下(攻击树 / 攻击图)或自下而上(由漏洞反推)的方法开展分析。

步骤 6:攻击可行性评级(基于攻击潜力)

攻击潜力由 5 项核心要素 综合判定:

  1. 操作时间:识别漏洞、开发攻击代码、成功实施攻击所需时长;
  2. 专业知识:攻击者所需技术水平(外行 / 熟练人员 / 专家 / 多领域专家);
  3. 对相关项 / 组件的了解程度(公开信息 / 受限信息 / 机密信息 / 严格保密信息);
  4. 机会窗口:攻击可达性与访问条件(远程无限制 / 邻近 / 本地 / 物理接触);
  5. 设备 / 工具:所需工具类型(标准设备 / 专业设备 / 定制设备 / 多套定制设备)。

各项评分累加后,映射为攻击可行性等级:高 / 中 / 低 / 非常低。

步骤 7:风险等级判定与优先级排序

攻击可行性影响等级带入风险矩阵,量化计算最终风险值与风险等级,是行业通用、合规可审的判定方法。

风险优先级:极高风险 (5) > 高风险 (4) > 中风险 (3) > 低风险 (2) > 可接受 (1)

步骤 8:风险处置措施制定与验证

这是 TARA 分析的最终落脚点,核心是把风险变成可落地的安全措施。标准允许 4 种法定风险处置策略

风险规避
从根源消除风险,移除风险源或关闭攻击面。
示例:禁用非必要远程控制功能。

风险降低(行业最常用)
通过安全控制降低攻击可行性或影响程度。
示例:OTA 加密验签、CAN 总线身份认证、安全启动、防火墙、入侵检测 IDS、数据加密。

风险分担
将风险责任与损失转移给第三方。
示例:网络安全保险、供应商安全责任合同、第三方安全运营。

风险保留
仅适用于低风险;必须书面审批、定期复审;极高 / 高风险严禁直接保留
示例:极低影响、极难实施、处置成本远高于风险损失。

强制性要求:所有措施必须转化为可测试、可验证、可量化的安全需求,禁止模糊表述。

步骤 9:文档记录与全生命周期迭代

TARA 不是一次性活动,而是贯穿车辆全生命周期的持续迭代活动。

完整文档归档
输出《TARA 分析报告》 ,作为准入认证、型式批准、CSMS 体系审核的核心交付物,必须包含:分析范围、资产、攻击面、威胁场景、攻击路径、可行性、影响、风险矩阵、处置措施、审批记录。

持续更新触发条件
架构变更、功能新增、组件复用、新漏洞发布、新威胁情报、法规更新、量产运维阶段均需重新迭代。

全生命周期覆盖
概念阶段 → 产品开发 → 生产制造 → 运营维护 → 报废停用。

五、TARA 分析常见问题与解答(FAQ)

1.TARA 分析必须车企自己做吗?供应商做的可以用吗?

整车级 TARA 分析必须由车企作为主体负责,因为车企是车辆产品的最终合规与安全责任方。供应商必须提供其供货组件(ECU、域控、软件)的组件级 TARA 分析报告,车企需将其整合到整车级 TARA 中,验证其是否满足整车安全需求,不可直接照搬使用。车企对整车网络安全负最终责任,供应商对其供货组件的安全负责。

2.TARA 分析的粒度越细越好吗?

不是。TARA 分析的粒度需与分析对象的层级匹配,核心原则是既不分析不足,也不过度分析

整车级 TARA:粒度到系统 / 域级即可,无需细化到 ECU 寄存器;

域控 / ECU 级 TARA:粒度到硬件模块、软件组件级即可;

软件模块级 TARA:可细化到具体接口、代码逻辑。

若在整车级过度细化到代码层面,会导致工作量爆炸,完全无法落地;若在 ECU 级仅分析到系统层面,会导致风险识别不全。

3. 车辆已经量产了,之前没做过 TARA,现在补做还有用吗?

有用。车辆量产运维阶段,仍需满足 ISO/SAE 21434 与 R155 法规的持续风险评估要求。补做时,需先完成整车级 TARA 分析,识别现有车辆的核心高风险,优先通过 OTA 升级、线下整改等方式处置高风险问题;后续所有车辆功能变更、OTA 升级,都必须提前开展 TARA 分析,避免事后补做。

4. 攻击可行性和影响等级打分,我和同事的结果不一样怎么办?

ISO/SAE 21434 标准仅规定了评估维度,未制定统一的打分阈值,因此车企必须提前制定企业内部统一的《TARA 分析规范》 ,明确每个维度的打分标准、等级定义、风险矩阵判定规则,所有分析人员必须严格按照规范执行,保证评估一致性。若出现分歧,以规范定义为准,或由企业网络安全负责人最终裁定。

5. TARA 分析识别的风险,必须全部消除吗?

不是。网络安全没有绝对的安全,只有相对的风险可控。

极高 / 高风险:严禁直接接受,必须采取处置措施,将风险降低到企业可接受等级;

中低风险:可根据处置成本、风险收益,选择风险降低、转移或接受;

风险接受:必须经过严格的书面审批流程,留存完整记录,且每半年至一年重新评估,确认风险仍处于可接受范围。

七、总结

TARA 分析不是车企为了应付合规审核的纸面工作,而是汽车网络安全从被动补救到主动防御的核心基石。随着汽车智能化程度的持续提升,车辆的网络攻击面将持续扩大,TARA 分析的价值也将愈发凸显。

对于车企而言,只有建立完善的 TARA 分析流程,培养专业的分析团队,将 TARA 分析真正落地到车辆全生命周期的每一个环节,而非停留在文档层面,才能真正守住车辆网络安全的底线,保障用户的人身与财产安全,同时满足全球市场的合规准入要求。

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