QRate用QKD装置演示自动驾驶汽车的保护

智能城市

研发公司QRate(莫斯科，俄罗斯)与Innopolis大学(Innopolis，俄罗斯)合作，成功地使用量子通信设备保护了一辆自动驾驶汽车。该实验的成功证明了量子密钥分配(QKD)设备在自动驾驶汽车和智能城市关键基础设施网络安全系统中的普遍应用可能性。

无人驾驶和互联汽车的一个已知黑客与软件远程(通过空中)更新过程有关。联合研发小组成功地对一辆自动驾驶汽车进行了量子保护软件更新，该汽车是由Innopolis大学自动交通系统实验室设计的。

该团队成功地开发了一个说明了技术成熟度的解决方案。一个工程师联合团队在车辆和数据中心之间建立了一个稳定的无线(4G)通信通道，使用量子对称密钥的OpenVPN进行加密保护，使用QRate QKD设备分发。未来，该技术将与5G融合。

车辆加油或充电(电动汽车)时，车辆与数据中心之间的量子密钥分配通过光通道(光纤)完成。工程师们已经达到了40千比特/秒的密钥分发速度。这就是如何在一小时内分配多达18mb的数据，足够保护数据传输几天。

当车辆移动时，建立量子保护的移动4G LTE宽带数据链路通道。因此，OpenVPN每15秒就会从QKD设备接收一个预分布式量子密钥。

在Innopolis进行的自动驾驶汽车的现场测试证明，这一概念是有效的，可以在今天使用。

更深层次的整合

“规模这种解决方案需要构建城市量子网络,技术发展的方向QKD模块小型化,更深层次的集成在无人驾驶车辆的自动驾驶系统,还有一些工作信息安全标准化的运输行业,考虑到量子通信，”QRate首席技术官尤里·库罗奇金说。

对于无人驾驶车辆和基础设施的交互，使用了4G LTE无线网络。这种解决方案允许对4G LTE信道及其加密进行隧道化。

加密密钥生成的量子技术使创建加密安全数据链成为可能，并防止未经授权查看或欺骗传输的信息，”Innopolis大学自动传输系统实验室的技术专家谢尔盖·格列本尼科夫(Sergey Grebennikov)说。

自动驾驶汽车是最受期待的技术发展之一，据预测，到2030年，自动驾驶汽车的市场将增长到2万亿美元。自2019年以来，加州已经允许自动驾驶卡车在该州的道路上运输货物。根据其他预测，到2030年，全球自动驾驶交通工具的销量将达到5800万辆，其中最大的份额将来自商业领域。

自动驾驶技术应该使交通更安全，为人类的机动性分配积极的投入，并提高交通系统的效率。

未经授权的访问

但仍存在第三方未经授权访问自动驾驶汽车可编程单元的风险，损害其安全性和可靠性。最大的危险可能来自违规者接受一组无人驾驶车辆的控制。

“如今，我们把自己开发的自动驾驶技术的功能安全性放在首位。由于我们的许多解决方案已经商业化，我们的客户对基于我们技术的解决方案的网络安全、数据完整性和可持续发展问题提出了很高的要求，所以我们需要全面的功能安全。在我们的自动驾驶汽车中集成QKD系统是满足这一需求的关键方面之一，”Innopolis大学自动交通系统实验室主任Salimzhan Gafurov说。

对自动驾驶汽车大规模传播的预测，与有关该技术是否足够安全、不受量子计算机黑客攻击的假设是一致的。这意味着这类车辆的数字系统可能无法抵御新一代的威胁。如今，自动驾驶汽车使用的是经典密码学，而这在量子算法的攻击面前是不可持续的。

无人驾驶出租车

用于自动驾驶和互联汽车的量子密码技术是当今的实际问题，而不是理论问题。今天，在不同的国家，无人驾驶出租车服务和无人驾驶商品开发等服务已经可用。2020年，无人驾驶出租车首次出现在中国的公共道路上。在俄罗斯，Yandex.Taxi也在进行同样的实验。

在Innopolis的道路上，来自俄罗斯国家技术倡议(NTI)能力中心的几辆机器人和机电一体化领域的自动驾驶汽车正在通过测试。自动交通系统实验室是该中心的一部分，该实验室的专家正在开发他们自己的个人自动驾驶技术(起亚魂和现代圣达菲)和商用车自动驾驶技术(卡玛斯)。