ISO 211772023 智能运输系统.ITS站点安全服务 用于可信设备之间的安全会话建立和身份验证标准立项发展报告

智能运输系统ITS站点安全服务用于可信设备之间的安全会话建立和身份验证标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—ITSstationsecurityservicesforsecuresessionestablishmentandauthenticationbetweentrusteddevices摘要随着智能运输系统（IntelligentTransportSystems,ITS）在全球范围内的快速部署与车路云一体化应用的深入发展，ITS站点之间可信设备的安全通信已成为保障交通基础设施安全运行的关键基础。在此背景下，ISO21177:2023《智能运输系统ITS站点安全服务用于可信设备之间的安全会话建立和身份验证》由国际标准化组织（ISO）正式发布。该标准定义了ITS站点中可信设备之间安全会话建立与身份验证的服务框架、安全流程及协议要求，为车-车、车-路、车-云等多元通信场景下的设备互信与数据安全提供了统一技术规范。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容和应用前景，分析了其在智能运输系统安全体系中的定位与作用，并重点介绍了主要起草单位在标准制定过程中的技术贡献。报告指出，ISO21177:2023虽然已废止，但其确立的安全服务架构与设计理念为后续标准修订和智能运输安全技术演进奠定了重要基础，对我国智能网联汽车与智慧交通标准化工作具有重要参考价值。关键词：智能运输系统；ITS站点；安全服务；身份验证；安全会话；车路协同；标准化AbstractWiththerapidglobaldeploymentofIntelligentTransportSystems(ITS)andthein-depthadvancementofvehicle-road-cloudintegratedapplications,securecommunicationbetweentrusteddevicesatITSstationshasbecomeacriticalfoundationforensuringthesafeoperationoftransportationinfrastructure.Againstthisbackdrop,ISO21177:2023,"Intelligenttransportsystems—ITSstationsecurityservicesforsecuresessionestablishmentandauthenticationbetweentrusteddevices,"wasofficiallypublishedbytheInternationalOrganizationforStandardization(ISO).Thisstandarddefinestheserviceframework,securityprocedures,andprotocolrequirementsforsecuresessionestablishmentandauthenticationbetweentrusteddevicesatITSstations,providingunifiedtechnicalspecificationsfordevicemutualtrustanddatasecurityindiversecommunicationscenariossuchasvehicle-to-vehicle,vehicle-to-infrastructure,andvehicle-to-cloud.Thisreportcomprehensivelyreviewstheprojectbackground,developmenthistory,coretechnicalcontent,andapplicationprospectsofthisstandard,analyzesitspositioningandrolewithintheITSsecurityarchitecture,andhighlightsthetechnicalcontributionsofkeydraftingorganizations.ThereportnotesthatalthoughISO21177:2023hasbeenwithdrawn,itsestablishedsecurityservicearchitectureanddesignprincipleshavelaidanimportantfoundationforsubsequentstandardrevisionsandthetechnologicalevolutionofintelligenttransportationsecurity,offeringsignificantreferencevalueforChina'sstandardizationeffortsinintelligentconnectedvehiclesandsmarttransportation.Keywords:IntelligentTransportSystems;ITSStation;SecurityServices;Authentication;SecureSession;Vehicle-InfrastructureCooperation;Standardization一、引言1.1立项背景智能运输系统作为新一代信息技术与交通运输深度融合的产物，正在全球范围内经历前所未有的快速发展。车联网、自动驾驶、车路协同等技术的商业化应用不断加速，使得车辆作为移动终端设备已经深度嵌入到交通信息网络之中。在这一进程中，一个核心的技术问题日益凸显：如何在开放、异构、高动态的交通通信环境中，确保参与通信的各类ITS站点设备——包括车载单元（OBU）、路侧单元（RSU）、个人移动设备及云端服务器——能够安全地建立通信会话，并完成可信身份验证。传统的网络安全解决方案往往基于相对静态的网络拓扑和固定的信任边界，难以满足智能运输系统高移动性、低时延通信、短连接频繁切换等特殊需求。不同制造商的设备之间缺乏统一的安全互认机制，导致跨域互联互通时面临严重的安全隐患。例如，在车路协同场景中，路侧单元需要快速验证接近车辆的身份和权限，同时车辆也需要确认路侧单元的真实性，以防止伪造路侧设施发起的恶意攻击。这些需求迫切需要一套面向ITS场景的标准化安全服务框架。1.2标准基本信息在此背景下，国际标准化组织ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）启动了面向ITS站点安全服务的国际标准制定工作。经过多轮国际磋商和技术研讨，ISO21177:2023《智能运输系统ITS站点安全服务用于可信设备之间的安全会话建立和身份验证》于2023年4月7日正式发布。该标准的发布机构为国际标准化组织（ISO），分类号为运输综合，语言版本为英语，由ISO/TC204归口管理。1.3标准定位与意义ISO21177:2023在ITS安全标准体系中居于基础性地位。它填补了ITS站点间安全通信在会话建立和设备认证层面的国际标准空白，与ISO21217（ITS站点架构）、ISO21210（网络协议）、ISO24102（站管理）等标准共同构成了完整的ITS通信与安全标准体系。该标准所确立的技术规范不仅服务于当前的车联网应用，更为未来自动驾驶时代的安全通信需求预留了扩展空间。二、标准制定过程2.1国际需求调研阶段早在2018年前后，ISO/TC204内部便已就ITS站点安全服务标准化问题展开了多轮讨论。随着欧洲C-ITS（协作式智能运输系统）走廊项目、美国网联汽车（ConnectedVehicle）试点项目以及日本ETC2.0系统的部署运行，业界逐步认识到：虽然各主要经济体都在推进各自的ITS安全解决方案，但缺乏统一的国际标准将严重制约跨境互联互通和设备互认。国际标准化组织随即启动了新工作项目提案（NWIP）的立项评估工作。2.2标准起草与研制阶段该标准从立项到发布经历了系统的研究、起草和评审流程。在标准起草阶段，来自全球多个国家的专家围绕ITS站点安全服务的核心功能需求、安全协议框架、证书管理机制等关键技术问题进行了深入研讨。标准草案经历了多轮委员会草案（CD）和国际标准草案（DIS）阶段的评审，各国专家对安全会话建立流程的时延优化、身份验证机制的轻量化设计以及多厂商设备的互操作性等技术细节提出了大量建设性意见。根据国际标准化组织的技术审查结果和相关技术发展动态，该标准在发布后被废止，但其技术成果已被吸收转化到后续的修订版本和配套标准之中。2.3标准发布经过严谨的技术论证和国际协商，ISO21177:2023于2023年4月7日正式发布。该标准以电子版加密PDF格式发行，用户需安装FileOpen插件并通过联网验证后方可访问，限制累计3台电脑共打印5次，售价为541.0元人民币，体现了国际标准作为版权保护技术文献的商业化发行模式。三、标准技术内容3.1标准适用范围ISO21177:2023界定了ITS站点安全服务的适用范围，涵盖所有符合ITS站点架构（依据ISO21217定义）的通信实体之间的安全通信需求。这包括但不限于：车辆与车辆（V2V）之间的直接通信、车辆与路侧基础设施（V2I）之间的通信、车辆与云端服务（V2N）之间的通信，以及路侧基础设施与云端平台之间的通信。3.2核心架构标准的核心理念在于“可信设备”概念的确立。在ITS环境中，一个设备要被认定为“可信设备”，需要满足以下条件：持有合法有效的可信证书、具备合规的安全硬件保护能力、遵循统一的身份标识规则、能够执行标准化的安全协议流程。ISO21177:2023在此基础上定义了安全服务层的功能架构，明确了与ITS站管理实体、网络层、设施层之间的接口关系，并规定了安全服务层为上层应用提供的服务原语和服务流程。3.3安全会话建立流程在安全会话建立方面，该标准定义了一套完整的会话密钥协商与建立机制。当两个ITS站点设备需要建立安全通信时，首先需要完成双向实体身份验证，确认对方设备的身份有效性和证书合法性；随后通过密钥协商协议生成会话密钥；最终建立具备机密性、完整性和重放保护能力的安全通道。针对智能运输系统对低时延的苛刻要求，标准在协议设计中充分考虑了握手流程的最小化，支持预建立会话的快速恢复，并兼容短时连接的高效建立。3.4身份验证机制在身份验证方面，该标准主要基于公钥基础设施（PKI）体系构建了完整的证书管理和验证框架，规定了证书格式、证书链验证规则、证书撤销状态检查机制以及匿名证书和假名证书的应用场景。标准支持多种身份验证模式，以适应不同应用场景的安全等级需求，包括基于显式证书的双向身份验证、基于隐式证书的高效验证以及面向群组通信的组身份验证机制，兼顾了安全性和效率的平衡。3.5安全威胁应对该标准还系统分析了ITS站点面临的主要安全威胁模型，包括伪装攻击、中间人攻击、重放攻击、拒绝服务攻击和隐私泄露风险等，并针对每种威胁类型提出了相应的安全控制措施和防护机制，为ITS安全部署提供了全面的技术指引。四、主要起草单位介绍4.1ISO/TC204智能运输系统技术委员会ISO21177:2023标准由ISO/TC204智能运输系统技术委员会归口管理。ISO/TC204成立于1992年，是国际标准化组织下设的专门负责智能运输系统领域标准化工作的技术委员会，秘书处由美国国家标准学会（ANSI）承担。目前ISO/TC204拥有来自全球数十个国家的正式成员和观察成员，下设多个工作组分别负责运输信息与控制系统、车辆自动驾驶、协同ITS、专用短程通信等不同方向的标准研制工作。4.2主要技术贡献单位在ISO21177:2023的制定过程中，多家国际知名企业和研究机构深度参与了标准的技术研究和文本编制工作。其中，欧洲电信标准化协会（ETSI）下属的智能运输系统技术委员会在C-ITS安全体系方面积累了丰富的研究成果，其技术专家为ISO21177标准中安全服务架构和证书管理机制的设计提供了重要输入。日本汽车研究所（JARI）在ETC系统安全和车路通信领域拥有多年实践经验，为标准中身份验证流程的工程实现提出了大量可行性建议。此外，来自德国、法国、韩国、中国等国家的标准化专家也在标准的讨论和评审过程中发挥了积极作用。中国作为全球最大的智能网联汽车市场之一，在C-V2X（蜂窝车联网）安全通信方面的技术积累和工程实践为标准中关于多接入技术安全适配的内容提供了有益参考。五、标准应用价值与产业影响5.1对智能运输系统产业发展的支撑作用ISO21177:2023不仅在技术层面为ITS站点安全通信提供了统一的规范框架，更在产业层面产生了深远的引导效应。该标准通过确立统一的安全技术基线，有效降低了不同厂商设备之间的互操作成本，为构建开放、竞争的智能运输系统生态创造了有利条件。5.2对车路云一体化的支撑作用该标准对车路云一体化发展具有重要支撑作用。在车路协同应用中，路侧单元需要通过安全会话机制与过往车辆进行实时身份验证和数据交换。ISO21177提供的高效身份验证和快速会话建立机制能够满足车路协同场景对毫秒级时延的严苛要求，同时确保通信过程的安全性。在智慧高速公路、智能网联示范区等应用中，该标准作为安全底座的支撑作用尤为突出。5.3对跨境互联互通的推动作用该标准的国际性还体现在对跨境互联互通的推动上。在欧洲跨国境的C-ITS服务中，车辆在不同国家之间行驶时需要与各国的基础设施进行安全通信。ISO21177提供的统一安全服务和证书管理框架可以支持跨国场景下的设备互认，避免了因各国安全标准不一致而导致的互通障碍。这对推动全球智能运输系统的一体化发展具有重要的战略意义。六、结论与展望ISO21177:2023作为智能运输系统安全服务领域的国际标准，系统定义了ITS站点可信设备之间安全会话建立与身份验证的技术框架。该标准面向车-车、车-路、车-云等多元通信场景，建立了涵盖证书管理、双向身份验证、会话密钥协商和威胁防护的完整安全服务体系。虽然该版本已被废止，但其所确立的安全架构理念、核心协议流程和技术方法已被后续修订版本及相关配套标准所继承和发展，对全球智能运输系统安全技术的发展产生了深远影响。展望未来，随着智能网联汽车、自动驾驶和车路云一体化应用的持续深入发展，智能运输系统安全标准化工作将面临新的挑战和机遇。一方面，量子计算的发展对传统公钥密码体系构成了潜在威胁，后量子密码在ITS安全领域的应用研究已提上议事日程；另一方面，隐私保护技术的进步（如联邦学习、差分隐私等）将为ITS安全服务体系提供更强的隐私保障能力。ISO21177所开创的标准框架和设计方法论，将继续为智能运输系统安全领域的标准化工作提供宝贵的技术积累和参考范式，推动建立更加安全、高效、智能的未来出行体系。参考文献[1]ISO21177:2023,Intelligenttransportsystems—ITSstationsecurityservicesfor