中国汽车基础软件信息安全研究报告1.0（2022）

软件定义汽车 产业生态创新白皮书 （V1.0） 中国汽车工业协会软件分会软件定义汽车委员会(SDV) 2022年11月10日 目录 序言5 前言6 1什么是软件定义汽车7 1.1驱动因素7 1.2概念理解9 1.3架构特征10 2软件定义汽车的价值12 2.1产业链升级优化：大幅提升开发维护效率，缩短TTM12 2.2消费者体验提升：千车千面常用常新，提高保值率13 2.3新商业空间激活：以体验为中心创造出更大的市场机会14 3软件定义汽车面临的挑战16 3.1技术架构方面17 3.1.1软件定义汽车技术亟待提升17 3.1.2定制和私有接口，造成开发低效和浪费19 3.2安全&隐私保护方面20 3.2.1安全威胁日益严峻20 3.2.2网络安全的技术挑战20 3.2.3法规监管要求21 3.3组织流程方面23 3.3.1组织架构变革23 3.3.2汽车软件人才25 3.3.3开发模式变革26 3.4商业模式方面28 3.4.1产业分工价值链转移28 3.4.2车企传统供应链模式转变29 3.4.3行业盈利模式变革30 3.5生态协同方面31 4软件定义汽车如何落地实现34 4.1架构升级34 4.1.1软件架构：分层解耦、服务化、API接口标准化34 4.1.2通信架构：基于车载以太网的技术应用36 4.1.3硬件架构：区域接入+算力集中化38 4.2安全升级：构建多层次的整车纵深防御体系41 4.2.1功能安全41 4.2.2预期功能安全42 4.2.3网络安全42 4.3流程变革：敏捷开发，迭代发布44 4.4工具链升级：基于SOA的整车服务化开发45 4.5产业分工升级：合理分工、开放协同46 4.5.1整体建议46 4.5.2整车厂48 4.5.3零部件供应商49 4.5.4基础平台提供商50 4.5.5软件供应商/软件开发者50 4.5.6行业组织51 5软件定义汽车典型应用场景52 5.1智能交互应用53 5.2用户自定义场景53 5.3智能汽车应用商城55 5.4智能驾控应用56 5.5智能底盘驾乘新体验57 5.6基于数据的个性化应用59 5.7衍生更多后市场应用场景59 6软件定义汽车落地实践案例61 6.1敏捷开发流程方法方面61 6.2SOA软件架构设计方面62 6.3SOA服务化设计、开发与测试验证66 6.4面向SOA架构的中央计算平台81 6.5汽车SOA开发者平台83 6.6车云数据闭环量产实践85 6.7基于SOA的自适应OTA方案实践86 6.8SOA服务冲突策略设计实践87 6.9功能安全与信息安全方面88 7总结与展望98 8主要贡献单位99 序言 随着汽车产业“新四化”的加速推动，智能汽车已成为各国科技发展战略重点，在社会数字化转型的浪潮下逐渐形成跨领域协作、多技术融合的汽车产业新赛道。 软件定义汽车已成为行业趋势与共识，在此影响下汽车产业正迎来全面重构，本轮重构将给汽车产业带来全方位的根本性改变，以机械硬件主导的传统汽车将演变为以软件主导、数据驱动和软硬融合的智能移动终端，并将由此催生出与此前完全不同供应链模式和产业生态圈。 传统由上游供应商、中间整车厂和下游经销商组成的线性产业链，将转向由整车厂、传统零部件供应商、ICT科技公司、服务出行公司等组成的网状立体生态圈。而新生产力需要与之相适应的新生产关系，其中最重要的是新产业分工，这意味着整车厂与各种新旧供应链企业之间必须探索和重塑全新的协作关系与商业模式，这将促使汽车供应链体系发生翻天覆地的变化。 在智能网联汽车产业全面重构的关键时期，世界发展不确定性日益增强成为新常态，打造软硬融合的强韧性供应链，建立新型的产业合作关系，对汽车产业来说势在必行。这需要汽车上下游相关企业开放协作，识别面向智能汽车演进过程中的共性问题和挑战，探索解决方案，达成产业共识，结合各自优势和积累，分工协作开放创新，繁荣智能汽车产业生态，做大做强中国汽车产业链。 2022年10月30日 前言 本白皮书由中国汽车工业协会软件分会提出，软件定义汽车委员会联合各成员单位以及行业企业共同编制。 通过对当前汽车产业现状的研究和分析，详细阐述软件定义汽车的定义与核心价值，针对应用场景和面临挑战提出落地方案和发展建议，并分享企业优秀实践案例。旨在与业界共同探讨智能网联汽车在发展创新过程中遇到的共性问题与挑战，在关键技术发展、生态构建、应用创新等方面的解决方案，推动产业发展，做大做强中国智能网联汽车产业。 软件定义汽车委员会（原“软件定义汽车工作组”，简称“SDV”）隶属于中国汽车工业协会软件分会，成立于2020年12月21日，其目标是协同整车厂、零部件供应商、汽车软件供应商等企业单位，共同定义智能汽车软硬件标准化接口，降低智能汽车研发复杂度，加速智能汽车创新发展。自成立至今，在各成员单位的协作下，已经面向业界公开发布了《软件定义汽车原子服务和设备抽象API接口》第三版参考规范 （下载http：//sdv.caam.org.cn）。 1什么是软件定义汽车 1.1驱动因素 汽车“新四化”的发展需要软件的加持 据大众汽车公开披露信息，未来平均每辆普通汽车软件代码量超1亿行。在电动化、智能化和网联化等的发展推动下，汽车将加速向高度数字化、信息化、智能化的移动终端发展。座舱娱乐体验、智能驾驶、智能车控等应用，都离不开软件的加持。以智能驾驶为例，预计到2030年L5级别自动驾驶车辆代码量将接近10亿行代码。随着软件代码的增加，软件在汽车上的价值也将进一步提高，据麦肯锡测算，到2030年 汽车软件全球市场为840亿美元，其中自动驾驶超过430亿美元，娱乐/互联/安全为 180亿美元。 图1-1未来每辆车软件代码量展望与未来价值研判 软件为汽车带来新的附加值，加速整个汽车价值链转移 过去汽车硬件系统同质化现象严重，整车厂在硬件上很难打造差异化，现在随着软件在汽车上的应用，软件将成为新的核心竞争力，将打破一次性汽车销售模式，形成 “汽车销售和持续的软件及服务溢价”的新商业模式，并重新进行价值分配，使得汽车软件设计开发以及以软件为核心的后市场服务成为汽车价值的关键。 图1-2汽车产业链价值分配格局 以特斯拉为例，特斯拉自2012年首次实现OTA升级以来，前后推出了多项与软件服务相关的功能产品，包括其选配的自动驾驶功能包（含增强型和完全两种套餐）、OTA升级包（如加速包）以及软件订阅服务等三种主要收费套餐，通过快速的软件迭代升级，进而建立软件付费模式，进一步打开盈利空间。据报道，目前特斯拉已实现了软件盈利，2021年软件服务和其他业务收入为38亿美元，而且软件服务作为特斯拉收入非常重要的一环，其未来的营收比重将进一步上升，预计到2025年将突破200亿美元。 图1-3特斯拉主要软件服务升级包及收入情况 消费者需求和整个行业发展方向 随着互联网和智能手机的兴起，产生了大批互联网消费群体，通过移动互联网改变用户对智能手机的使用习惯，并带来全新智能化体验。汽车作为大型的移动终端，也是新一轮移动智能体验终端，是汽车智能化的重要发展方向。而这一发展方向又能满足消费者对汽车从单一出行产品向个性化体验型产品转变，同时随着智能汽车的快速发展，智能座舱和高级驾驶辅助系统不断完善，进一步激起消费者对于汽车智能化体验 的期待。未来，数字化、个性化、体验化将成为汽车消费者的主要考量因素，而可持续迭代的软件将成为关键。 据麦肯锡《2021年中国汽车消费者调研》结果表明，中国约有69%的消费者认可通过OTA来升级车辆功能和性能，并且在这69%的比例中有62%的消费者愿意为此付费，因动力系统与制动系统升级、驾驶辅助、语音交付以及自动驾驶等功能升级将极大满足用户个性化和体验化的需求，用户的付费意愿更高，巨大的终端用户市场需求是驱动软件定义汽车快速发展的根本原因。 图1-4消费者对OTA认知情况 1.2概念理解 虽然软件定义汽车已成为产业共识，认识到软件在汽车产品中承担或扮演的角色越来越重要，但行业对于软件定义汽车尚缺乏标准定义。 APTIV： “Software-definedvehicle”isatermthatdescribesavehiclewhosefeaturesandfunctionsareprimarilyenabledthroughsoftware,aresultoftheongoingtransformationoftheautomobilefromaproductthatismainlyhardware-basedtoasoftware-centricelectronicdeviceonwheels. “软件定义汽车”是一个术语，描述的是一种主要通过软件实现特性和功能的汽车。这是汽车从主要基于硬件的产品向以软件为中心的车轮上电子设备不断转变的结果。 BOSCH： Manycardriversexpecttheirvehiclestobefullyintegratedintotheirdigitallives.Inaddition,newconnectivity,automation,andpersonalizationfeatureswillbeincreasinglyimplementedwithsoftwareinthefuture.Whileinthepast thecustomer’sexperienceofacarwasprimarydefinedbyhardware,softwareisnowtakingonamuchmoreimportanttole.Thistrendofsoftwaremassivelyshapingthecustomerexperienceandinsomecaseseventhespecificationofthehardwareisreferredtoasthe“software-definedvehicle”(SWdV). 许多汽车驾驶员希望他们的汽车能完全融入他们的数字生活。此外，新的互联化、自动化和个性化功能在未来将越来越多地通过软件实现。过去，客户对汽车的体验主要由硬件决定，而现在软件正承担着更重要的角色。软件极大地影响了客户体验，在某些情况下甚至影响了硬件规格的这种趋势，被称为“软件定义汽车”(SWdV)。 目前行业普遍认为比较合理的描述是：“软件定义汽车就是软件深度参与到汽车的定义、架构、开发、验证、销售、服务等全生命周期的过程中，并不断改变和优化各环节，实现驾乘体验持续优化、汽车价值持续增值”。 图1-5软件定义汽车体系框架 从外延上来讲，软件定义汽车既是一种整车设计、开发、销售、服务的全新模式，也是新的整车软硬件技术架构，软件定义汽车是驱动传统汽车升级为智能汽车的关键，将涉及到商业模式、产品竞争力、组织与研发流程、人才体系、供应与生态体系等的全面变革。 1.3架构特征 软件定义汽车架构层面最核心的特点为：软硬解耦。与过去软硬紧耦合不同，在软件定义汽车时代，软硬解耦是面向服务架构进行功能迭代，促进汽车“成长进化”的重要途径，主要特征包括： 面向软件开发商/广大开发者实现软件可跨车型、跨平台、跨车企重用，支持应用快速开发、持续发布； 面向零部件提供商实现硬件可扩展、可更换，执行器、传感器等外设硬件可即插即用； 具备整车级数字安全与纵深防御系统； 让汽车逐渐成为可持续保值增值平台，全生命周期投资回报最优。 另外，系统开放、生态融合是软件定义汽车时代的另一个典型特征。在软件定义汽车时代，信息孤岛式的封闭系统已成为过去，汽车产业亟需开放融合。在构建满足人-车 -路-网-云产业融合协同发展的过程中，系统开放和生态融合成为必然。如通过开放系统，让汽车与信息娱乐、智能家居、智能交通、智慧城市等更多领域深度融合，构建“汽车＋”产业。 2软件定义汽车的价值 2.1产业链升级优化：大幅提升开发维护效率，缩短TTM 随着汽车智能化的深入发展，汽车的软件和硬件复杂度