電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文 / 吳子鵬）在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的電子電氣架構(gòu)中，連接域控制器是核心組件之一，主要負(fù)責(zé)管理車輛內(nèi)外的通信連接功能，整合多種通信模塊和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車輛與外界（如云端、其他車輛、基礎(chǔ)設(shè)施）以及車內(nèi)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互與協(xié)同。

為應(yīng)對(duì)不斷提升的信息傳輸需求，以及量子計(jì)算對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)安全造成的沖擊，恩智浦半導(dǎo)體宣布推出第二代 OrangeBox 車規(guī)級(jí)開發(fā)平臺(tái) OrangeBox 2.0，以促進(jìn)汽車網(wǎng)關(guān)與無線技術(shù)之間的安全通信。

CPU 性能提升 4 倍

連接域控制器是汽車從傳統(tǒng)分布式電子控制單元（ECU）架構(gòu)向集中式域控制器架構(gòu)演進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其在車聯(lián)網(wǎng)（V2X）、智能駕駛、車載信息娛樂等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。其核心功能包括車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)連接管理、車外通信與聯(lián)網(wǎng)能力、數(shù)據(jù)處理與安全防護(hù)等。

在數(shù)據(jù)處理與安全防護(hù)方面，連接域控制器需要對(duì)海量通信數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、加密和優(yōu)先級(jí)管理，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，防范網(wǎng)絡(luò)攻擊；還需要支持網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步，保障自動(dòng)駕駛等對(duì)時(shí)間敏感場(chǎng)景的精準(zhǔn)性。然而，無線通信鏈路的脆弱性、云端交互的安全風(fēng)險(xiǎn)、跨域滲透與總線劫持，以及量子計(jì)算帶來的額外安全挑戰(zhàn)，讓設(shè)計(jì)人員在構(gòu)建連接域控制器時(shí)面臨 “高互聯(lián)性” 與 “高安全性” 的矛盾。

OrangeBox 2.0 是一個(gè)綜合性開發(fā)平臺(tái)，集成了 AI 功能、后量子密碼學(xué)與軟件定義網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建起強(qiáng)大的防御體系，以應(yīng)對(duì)不斷演變的網(wǎng)絡(luò)威脅。OrangeBox 2.0 整合了可擴(kuò)展的 i.MX 94 應(yīng)用處理器和無線連接模塊，通過無線連接能夠安全實(shí)現(xiàn)安全汽車門禁、V2X、Wi-Fi、BLE、UWB，以及車輛與外界之間的蜂窩連接。

與上一代相比，OrangeBox 2.0 的 CPU 性能提升 4 倍，并配備先進(jìn)的 AI 輔助防火墻技術(shù)與集成式 2.5Gbit/s 以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)靈活且安全的網(wǎng)絡(luò)連接。此外，OrangeBox 2.0 還引入多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，包括嵌入式 AI 加速、后量子加密支持、ASIL B 功能安全島，以及軟件定義網(wǎng)絡(luò)。這些技術(shù)不僅能有效抵御當(dāng)前及未來的網(wǎng)絡(luò)攻擊，還能助力汽車向軟件定義汽車（SDV）轉(zhuǎn)型。

據(jù)介紹，i.MX 94 系列是一款集成了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 交換機(jī)的 i.MX MPU，可在工業(yè)和汽車環(huán)境中通過豐富的協(xié)議支持，實(shí)現(xiàn)可配置、安全的通信。這也是恩智浦首款支持面向未來的后量子加密技術(shù)的芯片。它采用多核設(shè)計(jì)，在應(yīng)用程序和實(shí)時(shí)域中提供高性能和低延遲，并且集成了功能安全島。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還可以依托 i.MX 94 集成的 eIQ Neutron NPU，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)安全、車隊(duì)管理和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

為量子計(jì)算時(shí)代做好準(zhǔn)備

量子計(jì)算的快速發(fā)展對(duì)連接域控制器的安全架構(gòu)構(gòu)成了系統(tǒng)性威脅，其核心沖擊體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)加密體系的顛覆性挑戰(zhàn)，以及對(duì)未來安全機(jī)制的重構(gòu)需求。

量子計(jì)算時(shí)代，傳統(tǒng)加密體系存在量子脆弱性。例如，Shor 算法通過量子疊加和糾纏特性，可在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)破解 RSA、ECC 等基于大數(shù)分解和離散對(duì)數(shù)問題的公鑰算法，這直接威脅連接域控制器的車云通信密鑰交換、V2X 設(shè)備認(rèn)證以及 OTA 升級(jí)簽名驗(yàn)證等核心功能。

因此，基于格的加密（如 CRYSTALS-Kyber）、超奇異同源（如 SIKE）等后量子算法成為關(guān)鍵替代方案。作為恩智浦首款支持后量子公鑰加密的應(yīng)用處理器，i.MX 94 能夠抵抗量子計(jì)算機(jī)的攻擊。其內(nèi)置的 EdgeLock 安全區(qū)域（高級(jí)配置）和 EdgeLock 加速器（Prime 版）提供面向未來的高級(jí)信息安全功能和高性能，支持后量子硬件信任根。

EdgeLock 是恩智浦 EdgeLock Assurance 保障計(jì)劃的一部分，此前已有相關(guān)報(bào)道介紹過這項(xiàng)保障計(jì)劃在后量子密碼學(xué)方面的研究。恩智浦半導(dǎo)體全球資深副總裁兼工業(yè)及物聯(lián)網(wǎng)邊緣業(yè)務(wù)總經(jīng)理 Charles Dachs 在媒體活動(dòng)上表示，恩智浦在解決方案中都嵌入了安全功能，以防止黑客攻擊。由于量子計(jì)算具有強(qiáng)大的算力，能夠輕易破解傳統(tǒng)的加密算法，而恩智浦是全球兩家可以提供一整套硬件、軟件、云端解決方案的供應(yīng)商之一?！拔覀兲岢隽诵聶C(jī)制和新算法，能夠在量子計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)后抵御此類攻擊。”

結(jié)語

在智能汽車加速邁向軟件定義汽車的關(guān)鍵階段，恩智浦第二代 OrangeBox 開發(fā)平臺(tái)的推出，不僅是連接域控制器技術(shù)的一次跨越式升級(jí)，更標(biāo)志著汽車行業(yè)在算力革新與安全防御的雙重維度上筑牢了發(fā)展根基。4 倍提升的 CPU 性能，為車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理與跨域協(xié)同提供了強(qiáng)勁動(dòng)力，而業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的后量子密碼學(xué)支持，則以前瞻性布局為車載網(wǎng)絡(luò)安全打造了抵御量子計(jì)算威脅的 “金鐘罩”。