ISOTS 21719-32021 电子收费车载设备（OBE）的个性化第3部分使用集成电路卡标准立项发展报告

电子收费车载设备（OBE）的个性化第3部分：使用集成电路卡标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Electronicfeecollection—Personalizationofon-boardequipment(OBE)—Part3:Usingintegratedcircuit(s)cards摘要随着全球智能交通系统（ITS）的快速发展，电子收费系统作为缓解交通拥堵、提高通行效率的关键技术，其标准化工作日益受到国际社会的重视。车载设备（OBE）的个性化是确保电子收费系统安全、可靠运行的核心环节，它直接关系到支付安全、用户隐私保护以及不同系统间的互操作性。本报告围绕国际标准ISO/TS21719-3:2021《电子收费车载设备（OBE）的个性化第3部分:使用集成电路卡》展开。首先，阐述了标准制定的背景，即在复杂、多运营主体的电子收费环境中，亟需一套统一的规则来规范通过集成电路卡（如智能卡）对车载设备进行用户身份、支付账户等关键信息写入与激活的过程。报告详细解析了该标准的适用范围、规范性引用文件、关键术语定义以及核心技术内容，包括个性化数据的结构、安全认证机制和操作流程。通过分析，本报告认为该标准通过定义一种安全、可扩展的个性化方法，不仅有效解决了因不同供应商方案差异导致的互操作性问题，还显著提升了系统的抗篡改和防欺诈能力，为全球电子收费系统的互联互通和规模化应用奠定了坚实的技术基础。该标准的发布与实施，对于推动道路运输行业的数字化转型、提升跨区域出行服务体验具有深远影响。关键词：电子收费；车载设备；个性化；集成电路卡；国际标准；互操作性；数据安全Keywords:ElectronicFeeCollection;On-BoardEquipment;Personalization;IntegratedCircuitCard;InternationalStandard;Interoperability;DataSecurity1.引言在当今全球化和区域经济一体化不断加深的背景下，跨区域、跨国的交通运输活动日益频繁。电子收费系统作为智能交通系统的核心应用之一，通过利用先进的通信、计算和控制技术，实现了车辆通行费的非现金、不停车自动收取，极大地提升了道路通行能力和运营效率。然而，电子收费系统的成功部署离不开一个关键环节——车载设备（OBE）的个性化。个性化过程是将用户特定的信息（如账户ID、密钥、费率表等）安全地写入车载设备的过程，它决定了设备能否在特定的收费系统中被正确识别和接受。在ISO/TS21719标准系列发布之前，全球缺乏统一的关于车载设备个性化的国际标准和规范。不同的收费系统运营商、设备制造商和方案提供商往往采用各自独立的个性化方案和数据结构。这导致了严重的互操作性问题，例如，一个用户持有A城市的车载设备，可能无法在B城市的收费系统中使用。此外，个性化过程中数据的安全传输和存储机制不统一，也给系统的整体安全性带来了潜在风险，可能引发支付欺诈、用户信息泄露等严重问题。为了解决这些挑战，国际标准化组织（ISO）启动了ISO/TS21719系列的制定工作。该系列标准旨在为电子收费系统中车载设备的个性化提供一个通用、安全和可扩展的技术框架。其中，ISO/TS21719-1规定了总体架构和通用要求，ISO/TS21719-2关注使用接触式接口的个性化，而本报告所重点阐述的ISO/TS21719-3:2021，则专门针对使用集成电路卡对车载设备进行个性化的方法。该标准的制定，标志着国际社会在推动电子收费系统标准化、确保系统安全性和互操作性方面迈出了关键一步。2.标准概况2.1基本信息*标准编号：ISO/TS21719-3:2021*标准名称：电子收费车载设备（OBE）的个性化第3部分:使用集成电路卡*英文名称：Electronicfeecollection—Personalizationofon-boardequipment(OBE)—Part3:Usingintegratedcircuit(s)cards*标准状态：现行*发布机构：国际标准化组织（ISO）*分类：道路运输*发布日期：2021-11-30*国别：国际组织*语言：英语2.2范围与目的1.定义通用框架：为基于集成电路卡的个性化过程提供一个通用、开放的技术框架，确保不同厂商的设备和服务能够遵循统一的规则。2.保障数据安全：规定了个性化过程中数据的安全传输、存储和认证机制，特别是针对集成电路卡与车载设备之间的通信安全，以防止未授权的访问和数据篡改。3.实现互操作性：通过标准化的数据结构和操作流程，确保使用不同集成电路卡（如不同发卡机构的智能卡）的用户能够在其车载设备上顺利完成个性化，从而在全球范围内实现跨系统的互操作。4.提升用户体验：简化用户通过集成电路卡自行完成设备个性化的操作流程，降低对专业安装人员的依赖，提高设备激活的便利性。2.3关键术语与定义为保障标准内容的精确理解，该标准定义了一系列关键术语：*车载设备：安装在车辆上，用于与路侧设备通信以完成电子收费交易的电子装置。*个性化：将用户特定的数据、密钥和配置信息安全地写入车载设备的过程，使其能够在一个或多个收费系统中被识别和使用。*集成电路卡：一种内嵌微处理器和存储芯片的塑料卡，通常被称为智能卡，能够安全地存储和处理数据。在本标准中，它作为个性化数据的载体。*个人化数据：包括但不限于用户身份标识、支付账户信息、加密密钥、费率表、应用权限等，用于唯一标识和授权车载设备的数据集合。*安全访问模块：车载设备内部用于执行加密运算和存储敏感密钥的安全硬件或软件模块。*互操作性：不同系统或组件之间能够交换信息并使用所交换信息的能力。3.核心技术内容解析ISO/TS21719-3:2021的核心技术内容围绕如何利用集成电路卡安全、高效地完成车载设备的个性化，其技术架构主要包含以下几个方面：3.1通用个性化架构该标准首先奠定了一个基于角色和模块的通用架构。架构中定义了三个核心角色：*个性化发起者：通常是用户，通过将集成电路卡插入车载设备或使用近场通信等无线方式建立连接。*集成电路卡：包含经过授权的个性化数据包。这些数据包由收费系统的可信机构（如发卡行或运营商）预先写入。*车载设备：读取集成电路卡中的数据，进行安全验证，并将数据写入自身的非易失性存储介质中。架构规定了这三个角色之间的交互流程，包括初始化、连接建立、身份认证、数据交换和写入确认等关键步骤。3.2数据与安全要求这是该标准最核心的技术篇幅。标准详细定义了个性化过程中涉及的数据结构，例如：*应用标识符：唯一标识车载设备所属的收费应用系统。*密钥集：用于安全通信和交易验证的对称或非对称密钥。*用户身份模块数据：用户的唯一账户信息。在安全要求方面，标准强制要求实施以下机制：1.相互认证：在个性化开始前，集成电路卡和车载设备之间必须进行双向身份认证，确认对方是合法、可信的实体。这通常通过挑战-应答协议实现。2.安全信道：认证成功后，双方建立一个加密的安全信道，用于传输所有后续的个性化数据。该信道能有效防止窃听和中间人攻击。3.数据完整性保护：所有传输的数据都附带消息认证码，确保数据在传输过程中未被篡改。4.抗重放攻击：通过使用时间戳或序列号等机制，防止攻击者截获合法的个性化命令进行重放。5.密钥管理等敏感信息保护：规定个人化过程中写入的敏感密钥必须存储在车载设备的安全访问模块中，并通过硬件或软件强制手段防止被恶意读取。3.3个性化应用流程标准将个性化的具体操作步骤规范化为一个标准流程，一般包括：1.预条件检查：车载设备确认处于未个性化或可重新个性化状态。2.应用选择：集成电路卡选择并激活用于个性化的安全应用。3.安全环境建立：执行相互认证并建立安全信道。4.数据个人化：在安全信道内，从集成电路卡向车载设备传输一系列个人化命令（如写入密钥、设置账户信息、安装应用等）。5.验证与确认：车载设备对写入的数据进行验证，并向集成电路卡返回确认信息。6.最终确认与结束：如果所有步骤成功完成，标志着个性化过程结束。若过程中出现错误，标准也定义了相应的错误处理机制。4.标准主要参与单位及标委会介绍主要参与单位：欧洲电信标准协会（ETSI）虽然ISO/TS21719-3是由国际标准化组织（ISO）发布，但该标准的制定工作得到了众多国际专业组织的深度参与和贡献。其中，欧洲电信标准协会（ETSI）作为全球重要的通信与信息化标准制定组织，在该标准的提案、技术研讨和文本起草阶段发挥了核心作用。ETSI的智能交通系统（ITS）技术委员会（TCITS）专门负责与智能交通相关的通信和数据处理标准，对于电子收费系统，尤其是涉及车载设备与后端系统安全交互的技术有深入研究。ETSI对ISO/TS21719-3的主要贡献体现在：1.技术框架的输出：ETSI在其早前发布的TS102941等系列标准中，已经建立了关于ITS通信中安全凭证和个性化管理的成熟框架。ISO/TS21719-3中的许多核心安全机制，如基于公钥基础设施的证书管理和安全信道建立，都借鉴并继承了ETSI的研究成果。2.行业经验的整合：ETSI的TCITS汇聚了来自全球的运营商、设备商和汽车制造商。其成员单位在电子收费系统的实际部署中积累了丰富经验，特别是在欧洲多国联网收费系统如EETS的实践中总结出的个性化需求，直接推动了该标准的制定。3.测试与验证：ETSI在欧洲拥有成熟的互操作性测试环境。其基于该标准框架进行的多次Plugtests互操作性测试活动，有力地验证了标准文本的可行性和完备性，为标准的最终发布提供了实证基础。因此，可以说欧洲电信标准协会（ETSI）是推动ISO/TS21719-3标准制定、使其从理论构想走向技术共识的关键技术力量和行业倡导者。其贡献不仅体现在标准框架的构建上，更在于其能够将前沿的通信安全技术与电子收费的行业实际需求紧密结合起来，最终产出了一项兼具先进性与实用性的国际标准。5.结论与展望5.1结论ISO/TS21719-3:2021的发布是电子收费标准化领域的一项重要里程碑。它系统地解决了长期困扰行业的车载设备个性化的互操作性和安全性难题。通过定义一套基于集成电路卡的、清晰且标准化的个性化流程和安全要求，该标准为全球范围的电子收费系统构建了一个至关重要的共同技术底座：*从技术层面，它定义了安全、高效、可复用的个性化方法，从根本上降低了系统集成的复杂度和成本。*从应用层面，它赋予了用户通过一张小小的集成电路卡即可在不同系统、不同国家间灵活激活和使用车载设备的能力，极大地提升了跨区域出行体验。*从产业层面，它为设备制造商提供了明确的设计规范，促进了产业的良性竞争和规模化发展，避免了碎片化方案导致的资源浪费。5.2展望展望未来，随着5G、车联网（V2X）以及汽车电子电气架构的不断演进，车载设备的形态和功能将发生深刻变化。未来的车载设备可能不再是独立的后装设备，而是与车辆座舱域控制器甚至自动驾驶域控深度集成的嵌入式系统。这对ISO/TS21719系列标准提出了新的挑战和机遇：1.向更高级别安全演进：随着量子计算等技术的潜在威胁，未来标准可能需要引入抗量子密码算法，以确保证载系统的长期安全性。2.支持远程在线个性化：目前的标准核心是使用集成电路卡离线完成个性化。未来，随着车载网联功能的普及，通过空中下载技术进行远程、在线个性化将成为主流。后续的修订或新标准（如ISO21719-4）很可能将纳入这一场景，并定义相应的安全要求和流程。3.与汽车网络安全标准融合：车载设备的个性化将不再是一个孤立的过程，而应融入车辆整个生命周期的网络安全与软件升级管理体系（如ISO/SAE