软件定义汽车

　　以下所描述的是一起真实的事件：2013年6月18日，33岁的美国记者Michael Hastings死于一场严重的车祸。在临终前，他向亲友发出了一封电子邮件，称其需要消失一段时间。同时，邮件中还表示说他正在受到某些机构的调查。在这封邮件发出15个小时后，他的奔驰C250轿车以高速撞上了路边大树，并引燃大火。无论是Michael自己还是车辆，都在瞬间被大火吞噬。

　　这一事件随后为美国媒体所披露，并瞬间引发了社会的强烈关注。官方的调查表示，这起事故纯粹只是一场意外。不过很多人却认为，Michael应该是被某些人杀害的。这种“阴谋论”的观点甚嚣尘上，并引发了多种猜测。前美国国家安全、基础设施保护及反恐协调员Richard Clarke认为，这起事件或许与黑客攻击有关。他表示：“有理由相信，一些大国的情报机构了解如何远程控制汽车。”

　　Richard的观点由何而来？这是因为，今天的汽车中充满了科技的味道。

　　软件，汽车的血液

　　美国空军的主力机型F-22“猛禽战斗机，拥有170万行软件代码；而为F-35联合轰炸机编写系统，则需要约570万行；为了操作航空电子设备和机载系统，波音公司的787型客机的代码数量达到了650万行。

　　那么，猜一猜汽车身上有多少代码？来自慕尼黑大学的研究认为，今天一辆豪华车辆可能要消耗掉近100万行的代码。这些代码犹如血液一般，在汽车体内循环。汽车内置的70~100块基于微处理器的电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）就是汽车的内脏，它们控制着代码。

　　在目前出售的奔驰S级别轿车中，单单只是无线电和导航系统，就用去了约20万行代码。而整车的ECU数量甚至与空中客车的旗舰产品——双层客机A380——一样多（不包含飞机的机载娱乐系统）。

　　哪怕是低端车，每辆车中都“跑”着几十万行代码，以及30~50个ECU。从车门、仪表台、收音机，到刹车、动力系统，软件的影子无所不在。

　　国内某家汽车企业一位不愿透露姓名的技术负责人对记者表示：“与10年前相比，今天内置在车辆内的软件量级已经超过了千倍以上。软件在汽车内所占据的比重将会越来越高。

　　慕尼黑大学信息教授Manfred Broy表示，在今天的高档车中，软件和电子产品的成本占到了整车成本的35%~40%。他表示：“如果以一行代码10美元计算，这已经是很低的标准了。那么高档车中仅软件方面的投资就会达到10亿美元。”调研公司Frost＆Sullivan早在2008年就做出过这样的预测：在不久的将来，一辆普通汽车内部的软件代码将达到200万~300万行。

　　汽车的未来更离不开软件

　　在汽车的发展历史上，其实很早就已经与软件牵扯上了联系。这是因为，工业的发展离不开各类软件、片上系统的支持。从最早的纯机械化起步后，汽车上慢慢加入了包括灯光控制、电子点火等部件，再到后来又逐步加入ECU、ABS等自动化、电子化器件，这些都与软件有关系。

　　到今天，汽车与软件的关系愈发紧密。软件不仅仅只是控制汽车底层硬件运行的封闭呆板的一行行代码，而成为了具有自学习能力、展现形式丰富多样的智能操作系统。在软件的推动下，汽车由一个由钢铁、玻璃所铸成的，带有轮子的铁房子，成为了真真正正的科技类产物。在汽车的动力、控制、驾驶辅助等系统上，不仅有发动机、刹车盘等基础硬件，同时还包括了温度、空气流量、压力、位置与角度等传感器；同时，越来越多的消费电子产品和信息化也在进入汽车，比如车联网、智能移动操作系统等，控制这些硬件和传感器的是ECU和芯片，软件在其中扮演了操作系统的角色。

　　在未来，汽车软件的作用恐怕会更大。用钥匙打开车门、点火、挂档、踩油门、转动方向盘，对于经常开车的人来说，这套一气呵成的动作听起来再熟悉不过了。不过在不远的将来，你依然用这种方式在街上开车的话，恐怕会让路人侧目。

　　未来，我们的驾驶体验应该会是这样的。当驾驶员靠近汽车时，车辆会依托生物识别技术侦测到车辆驾驶员，自动打开车门并根据驾驶习惯调整好座椅；驾驶员进入车内后，只需要说出目的地，车辆即可在语义识别和导航软件的帮助下自动驶往；在行驶过程中，驾驶员可以随时通过车载系统与手机联系人通话，因为从一上车开始，汽车就已经自动与手机进行了连接；除此之外，汽车还会收集平均速度、轮胎压力、路况等信息，为驾驶员提供合理的建议……

　　除了这些我们可以见到、感知到的内容外，汽车还在默默地进行着一些其它工作。比如，其可以将收集到的车辆信息反馈给厂商，厂商会根据信息对产品进行调整；一旦发生事故，车辆会自动向救援机构告警，并反馈车辆位置和人员情况；一旦车辆发生问题，其会向维修厂发送信号，维修厂可在车辆到达前获知故障信息并准备好备件。

　　依托智能车辆（Intelligent vehicle）和车辆自动化（Vehicular automation）技术，以上的这些场景描述并非是痴人说梦。而在这其中所涉及到的技术，包括机电一体化、人工智能、IT、通信等，无一不包含了软件和算法。

　　在采访中，有业内专家表示，一些汽车企业已经将一些车上的娱乐系统或者与舒适性相关的软件开放接口，将汽车打造成为一个科技平台。第三方开发者可以按照需求为汽车编写更有创意和针对性的应用。

　　通用汽车在这方面已经走在了前面。其近日宣布，明年年中开始将出售内置4G移动网络的汽车，车主可以为自己的爱车下载各种智能化应用程序。据统计，目前全球具备互联网连接功能的汽车已经达到10%。通用汽车首席执行官Dan Akerson近期在接受采访时表示，公司需要吸引成千上万的程序员为其汽车产品开发应用，希望通用汽车的应用商店GM App Shop未来会变得跟苹果App Store和谷歌Google Play一样流行。据悉，通用、福特等老牌车企正在大举招募软件工程师投入汽车应用程序的开发。

　　汽车软件，安全性不容忽略

　　软件在汽车上的作用愈发明显。那么，黑客真的能控制汽车软件吗？

　　Michael遇难事故的现场几乎已经被大火消耗殆尽。Clarke表示，这已经不可能追查汽车是否遭受了黑客攻击，“即使有些电路板没有被烧掉也是一样。”

　　在这种情况下，我们只有寄希望于揭示出“汽车是否会被黑客攻击”这一事实。2010年，华盛顿大学和加州大学的研究人员发表了一份名为“Experimental Security Analysis of a Modern Automobile”（《现代车辆的实验安全分析》）的报告，报告提到，“已经证实，我们可以对包括发动机、制动、空调、灯光、收音机等在内的系统进行控制。这意味着我们能够发动袭击并对人身安全造成威胁。”报告认为，“举例来说，我们可以在司机不知情的情况下强行让制动失效，或者猛踩刹车。”

　　来自福布斯的记者亲身坐上由两名黑客Charlie Miller和Chris Valasek控制的福特翼虎SUV，并切身体会到了黑客对车辆的掌控力。福布斯的记者Andy Greenberg写道，“当你踩下刹车时，这辆重达3500磅的大家伙却丝毫没有减速的意思，在那一刻，我有一种非常特殊的焦虑感。同时，其所产生的巨大呻吟声就像有只水牛躲在车下一般。我的刹车踏板踩得越深，呻吟声也就越大。伴随着呻吟的，是坐在后座两名黑客的大笑。”

　　Charlie和Chris不仅能够对翼虎做手脚，丰田的普瑞斯也是他们下手的目标。汽车厂商对黑客的做法做出了回应。丰田认为，汽车业界的整体安全规划是防止黑客通过远程方式控制汽车。换句话说，Charlie和Chris从内部攻破汽车的软件系统，并不在汽车厂商的安全考虑范围内。

　　然而，早就有大学研究人员发现，黑客可以透过通用汽车安吉星（OnStar）在蓝牙方面的漏洞侵入到车载音频系统。这其实恰恰就是汽车厂商所关注的远程攻击的范畴。如此看来，黑客通过攻击汽车上运行的软件，进而控制汽车并威胁到人身安全，是能够真实发生的事实而不是谎言。

　　尽管有着这样那样的弊端，软件定义下的汽车依然成为了一种必然的趋势。这是由于，软件所带来的巨大创新能力，使得汽车真正从运输工具变为了伙伴、助手。其将为我们的生活和工作带来极大的益处。

　　本报记者 李旭阳

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