ISO 211772024 智能运输系统-用于可信设备之间安全会话建立和身份验证的ITS站点安全服务标准立项发展报告

智能运输系统——用于可信设备之间安全会话建立和身份验证的ITS站点安全服务标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—ITSstationsecurityservicesforsecuresessionestablishmentandauthenticationbetweentrusteddevices摘要关键词：智能运输系统；ITS站点安全；身份验证；安全会话建立；可信设备；国际标准；车路云一体化Keywords:IntelligentTransportSystems;ITSstationsecurity;authentication;securesessionestablishment;trusteddevices;internationalstandard;vehicle-road-cloudintegration一、引言1.1研究背景智能运输系统作为现代交通体系的核心组成部分，正经历从单一车辆智能化向车路云一体化协同发展的深刻变革。在此背景下，数以万计的ITS站点——包括路侧单元（RSU）、车载单元（OBU）、信号控制机、交通监测设备等——通过无线通信网络实现互联互通，构成庞大而复杂的交通信息物理系统。然而，设备数量的激增和通信链路的开放特性使得系统面临日益严峻的安全威胁，包括伪造设备接入、中间人攻击、会话劫持、数据篡改和隐私泄露等安全风险。一旦核心交通设施遭受恶意攻击，不仅可能导致交通瘫痪，更可能危及公共安全和社会稳定。国际标准化组织注意到上述安全挑战的紧迫性，立项制定了ISO21177标准，旨在为ITS站点之间的可信交互提供标准化安全服务框架，确保通信双方的身份可信性与会话过程的安全性。1.2标准基本信息-标准编号：ISO21177:2024-标准名称：智能运输系统——用于可信设备之间安全会话建立和身份验证的ITS站点安全服务-英文名称：Intelligenttransportsystems—ITSstationsecurityservicesforsecuresessionestablishmentandauthenticationbetweentrusteddevices-发布机构：国际标准化组织（ISO）-发布状态：现行有效-发布日期：2024年3月19日-国际分类号：运输综合-标准语言：英语-版本说明：电子版加密PDF格式，约1分钟可下载，有水印，需安装FileOpen插件，电脑需联网，限制累计3台电脑共打印5次二、标准立项背景与需求分析2.1ITS系统安全形势日益严峻全球智能交通系统正在从实验验证阶段迈入规模化商用部署阶段。欧盟的协同智能交通系统（C-ITS）、美国的车联网（V2X）部署计划、中国的车路云一体化应用试点等重大项目相继推进，数以百万计的终端设备接入交通通信网络。这一过程中，系统面临的安全威胁呈现出以下突出特征：其一，攻击面大幅扩展。路侧基础设施长期暴露于公共环境，缺乏物理防篡改保护，易于被攻击者物理接触和逻辑渗透。其二，无线信道的天然开放性使得窃听、干扰和注入攻击变得廉价而高效。其三，设备异构性显著，不同厂商、不同代际、不同通信制式的设备共存，缺乏统一的安全互操作机制。其四，安全证书管理复杂，大规模设备群的证书签发、更新、撤销需要高效且稳健的管理体系。在上述背景下，单一的安全技术方案已无法满足ITS系统整体安全需求，必须从系统架构层面构建统一、可互操作的站点安全服务框架。2.2现有标准体系的不足在ISO21177发布之前，ITS安全相关标准呈现出碎片化特征。IEEE1609.2标准主要针对车联网环境下的安全消息格式进行了规定，但其适用范围局限于专用短程通信（DSRC）场景。ETSITS103097面向欧洲C-ITS体系定义了安全报文格式，但同样存在场景绑定性强、跨域互操作能力不足的问题。IEEE802.11p和LTE-V2X等通信层标准侧重于物理层和链路层安全，未能覆盖完整的站点级安全服务体系。更为关键的是，上述标准未能从"站点"（Station）的系统视角出发，定义涵盖安全会话建立、双向身份验证、密钥全生命周期管理等在内的完整安全服务框架。ITS站点作为信息采集、处理、转发和决策的核心节点，其安全能力直接决定整个系统的安全水位，亟需一项专门针对ITS站点安全服务的国际标准加以规范。2.3产业发展需求驱动从产业实践角度审视，车路云一体化系统的规模化部署迫切需要标准化的安全互操作机制。不同厂商的路侧设备和车载终端必须能够在无需私有协议适配的前提下完成双向身份认证和安全通道建立。同时，跨区域、跨国的ITS设备漫游场景也对安全服务的标准化提出了更高要求。ISO21177正是在上述产业需求的直接驱动下启动制定的。三、标准编制历程3.1立项阶段ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）作为负责ITS领域国际标准制定的权威技术机构，于2018年前后正式启动ISO21177的立项论证工作。项目团队在前期调研基础上，系统梳理了ITS站点安全服务的需求模型、技术路线和标准接口，于2019年正式提交新工作项目提案（NWIP）。经过成员国投票表决，该项目获得通过，正式立项。3.2编制阶段标准编制工作由ISO/TC204下属工作组具体承担，来自中国、德国、美国、日本、韩国、法国等多个国家的安全专家和标准化专家参与了起草工作。编制过程中，工作组充分参考了ETSIITS安全标准体系、IEEE1609.2标准以及3GPP相关安全规范的技术成果，并重点针对多场景适配、匿名认证、隐私保护、跨域互操作等关键议题开展了多轮技术研讨。3.3发布阶段经过CD（委员会草案）、DIS（国际标准草案）和FDIS（最终国际标准草案）等阶段的技术审查和投票程序，ISO21177于2024年3月19日正式发布实施。该标准的发布标志着ITS站点安全服务领域首次拥有了全球统一的国际标准。四、标准核心技术内容4.1标准定位与技术框架ISO21177定位于ITS站点安全服务的架构性标准，适用于各类ITS站点设备——包括车载站点、路侧站点和个人站点——之间安全通信的建立与维护。标准从系统层面定义了安全服务的逻辑架构、功能组件和交互流程，同时保持了与底层通信技术（如IEEE802.11p、LTE-V2X、NR-V2X等）的技术中立性。标准的核心技术框架涵盖三个层次：安全服务管理层（负责安全策略管理、证书管理和安全审计）、安全会话层（负责会话建立、身份验证和密钥协商）以及安全应用接口层（为上层应用提供安全服务调用接口）。4.2安全会话建立机制标准规定了ITS站点之间建立安全会话的完整流程，包括会话初始化、双向身份验证、密钥协商和会话激活等步骤。在会话初始化阶段，通信双方交换安全能力参数和证书信息；在双向身份验证阶段，双方通过挑战-响应机制验证对端身份的真实性和证书的有效性；在密钥协商阶段，基于经过验证的信任关系，双方协商确定会话密钥参数和密码套件；最终通过会话激活确认完成安全通道的建立。4.3身份验证与信任模型标准定义了基于公钥基础设施（PKI）的信任模型，明确了证书颁发机构（CA）的层级结构、证书格式、证书链验证规则以及证书撤销状态检查机制。同时，为应对车辆高速移动场景下的低时延认证需求，标准引入了高效的证书验证优化方法，支持短时有效证书和批量签名验证技术，在保障安全性的同时满足时延约束。4.4隐私保护机制针对车辆和驾驶人的位置隐私保护需求，标准引入了假名证书机制。每个ITS站点可持有一组由CA签发的短期假名证书，在实际通信中定期更换使用，防止攻击者通过长期跟踪设备标识来获取用户行踪。标准同时规定了假名证书的签发条件、使用策略和更新机制，确保隐私保护的有效性和可管理性。4.5与相关标准的衔接ISO21177在设计过程中充分考虑了与既有标准的兼容衔接。在证书格式和消息结构方面，标准参考了IEEE1609.2的技术规范，确保与北美车联网体系的互操作性；在安全消息封装和传输机制方面，标准借鉴了ETSITS103097的经验，支持与欧洲C-ITS体系的协同工作；在证书管理框架方面，标准与ISO/TS20432等证书管理相关标准保持协调一致。五、主要参与单位及中国贡献5.1牵头与参与单位概况本标准的制定汇聚了全球ITS安全领域的权威机构和专家力量。主要参与单位包括国际标准化组织ISO/TC204各成员体的标准化机构、汽车制造商、通信设备商、交通基础设施运营商以及科研机构等。中国作为ISO/TC204的重要成员，深度参与了标准的编制工作，来自中国汽车技术研究中心有限公司（以下简称"中汽中心"）、中国信息通信研究院、华为技术有限公司、大唐高鸿数据网络技术股份有限公司等单位的技术专家积极贡献了技术方案和修改意见。5.2重点单位介绍——中国汽车技术研究中心有限公司中国汽车技术研究中心有限公司（简称"中汽中心"）是国务院国资委直属的中央企业，成立于1985年，总部位于天津市，是国内外汽车行业公认的技术研究和标准制定权威机构。作为ISO/TC204的国内技术对口单位和全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）的秘书处承担单位，中汽中心在推动中国汽车标准国际化进程中发挥着不可替代的作用。在ISO21177标准编制过程中，中汽中心充分发挥了在车联网安全、智能网联汽车测试验证和标准化研究方面的深厚积累。中汽中心牵头组织了国内专家团队对标准各阶段草案进行了系统的技术分析和意见反馈，重点针对证书格式兼容性、安全会话建立的时延优化、隐私保护与交通管理需求之间的平衡等关键议题提出了建设性修改建议。多项建议被国际专家组采纳并纳入标准正式文本。此外，中汽中心还积极推动国内产业界对ISO21177标准的技术验证工作，组织国内企业开展标准符合性测试方法研究，为标准的落地实施奠定了基础。六、标准实施意义与应用前景6.1对全球智能交通产业的赋能效应ISO21177:2024的发布实施将从多个层面赋能全球智能交通产业。首先，标准为ITS设备制造商提供了统一的安全功能实现指南，降低了产品研发的重复投入和兼容性适配成本。其次，标准为交通管理部门和运营方提供了权威的安全能力评估依据和采购指引。再次，标准为跨厂商、跨区域、跨国的ITS设备互信互认扫清了技术和制度障碍，有助于构建更加开放、竞争的产业生态。6.2对中国的战略价值对中国而言，ISO21177具有尤为重要的战略价值。当前，我国正在大力推进车路云一体化应用试点工作，北京、上海、深圳等20个城市已启动了首批车路云一体化试点。庞大的应用规模带来了复杂的安全保障需求，ISO21177所确立的安全服务框架和互操作规范为我国车路云一体化系统的安全体系建设提供了重要的国际对标参照。与此同时，中汽中心等国内单位深度参与标准编制所积累的技术实力和标准话语权，也将为中国方案融入国际标准体系提供持续动力。6.3未来发展趋势展望未来，随着智能运输系统向更高阶的协同自动驾驶和全域智能交通演进，ITS站点安全服务需求将持续升级。以下几个方面将成为后续标准修订和拓展的方向：量子安全密码算法的引入、AI驱动的自适应安全策略管理、安全服务与边缘计算和云控平台的深度融合、以及面向跨境互联互通的多方信任框架构建。ISO21177作为这一领域的基石性标准，将持续演进而保持其生命力。七、结论ISO21177:2024作为全球首项针对ITS站点安全服务的国际标准，其发布填补了智能运输系统安全标准化体系的关键空白。该标准以站点为视角，系统定义了可信设备间安全会话建立和身份验证的技术框架、流程和接口要求，在保障安全性的同时兼顾了隐私保护和互操作性需求，具有高度的技术先进性和工程可实施性。标准由中国等国深度参与制定，体现了国际标准制定过程中多方协作、互利共赢的治理理念。参考文献[1]ISO21177:2024,Intelligenttransportsystems—ITSstationsecurityservicesforsecuresessionestablishmentandauthenticationbetweentrusteddevices[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2024.[2]ISO/TC204,Intelligenttransportsystems—Referencearchitecture(s)forintelligenttransportsystems[S].ISO14813-1:2023.[3]IEEE1609.2-2022,IEEEStandardforWirelessAccessinVehicularEnvironments—SecurityServicesforApplicationsandManagementMessag