أمنية وموثوقية الاتصالات V2X في المركبات المستقلة

إن التطور السريع في القيادة الذاتية يُعيد تشكيل طرقاتنا ويعِدنا بحوادث أكثر، واختناقات مرورية أقل، وطرقات أكثر كفاءة. ومركز هذه التحول هو تقنية الاتصالات بين المركبة وكل شيء (V2X)، الشبكة غير المرئية التي تمكّن المركبات من التواصل فيما بينها (V2V) ومع البنية التحتية للطرقات، مثل إشارات المرور وأجهزة استشعار الطرق (V2I). ومع ذلك، فإن هذا الاتصال اللاسلكي يعني أن هذه الاتصالات لا تكتسب أهمية فقط من حيث الأمان والموثوقية، بل أنها بالغة الأهمية أيضًا لسلامة السكان.

مقارنة أبرز التقنيات اللاسلكية

التقنيتان الرئيسيتان اللتان تتنافسان لتشكيل backbone الشبكة V2X هما الاتصالات قصيرة المدى المخصصة (DSRC) والتواصل بين السيارات عبر الشبكات الخلوية (C-V2X). لكل منهما عيوبه ومزاياه.

DSRC: المنافس المُثبت

DSRC هي منصة قياسية تعتمد على تقنية الواي فاي. تكمن ميزتها الرئيسية في أنها تتميز بسرعة منخفضة في التأخير، أي أن الرسائل المتعلقة بمخاطر الطرق أو الكبح المفاجئ تُنقل عمليًا بشكل فوري. وهذا أمر ضروري في تطبيقات السلامة التي تتطلب سرعات عالية. ومع ذلك، فإن لها عيوبًا مثل مدى محدود وأداء ضعيف في الاتصالات التي لا تكون في خط الرؤية، حيث يمكن أن تعيق الحواجز مثل المباني إرسال الإشارات. وبشكل أكبر، كانت عمليات تنفيذها مشتتة، مما خلق مشاكل في التكامل البيني.

C-V2X: المنافس الصاعد

تستفيد تقنية C-V2X من شبكات الهواتف المحمولة، إما بشكل مباشر بين الأجهزة أو عبر البنية التحتية للشبكة. تتميز هذه التقنية بقوتها في التغطية على مدى بعيد وقدرتها على العمل في المواقف التي لا تتطلب رؤية مباشرة بفضل القدرة العالية للشبكات الخلوية. كما أنها مصممة لتتكامل بسلاسة مع شبكات 5G المتقدمة التي توعد بموثوقية وسعة أكبر. من بين العيوب المحتملة هي التأخير الأكبر بالمقارنة مع الاتصال المباشر في تقنية DSRC، وقد يعتمد تشغيلها على تغطية الشبكة الخلوية ونماذج الاشتراك المحتملة.

تعزيز V2X ضد التهديدات

تُعتبر تقنية V2X عرضةً للهجمات الإلكترونية بسبب طبيعتها اللاسلكية. يمكن لمهاجم أن يعترض أو يزيّف أو يعطل الاتصالات، مما قد يؤدي إلى وقوع حوادث مؤسفة. لذلك، فإن وجود أمان قوي ضرورة وليس رفاهية.

بناء الثقة من خلال التشفير والتوثيق

يُفترض أن يتم تشفير جميع الرسائل V2X لضمان سرية المعلومات. ويساعد هذا في تجنب اعتراض المعلومات الحساسة من قبل المتطفلين فيما يتعلق بموقع السيارة وسرعتها واتجاهها. والأهم من ذلك، يلزم وجود آلية فعالة للمصادقة. سيتم توقيع جميع الرسائل رقميًا لضمان أنها بالفعل رسالة من مركبة موثوقة أو جزء من البنية التحتية وليس مُزيّفًا. هذا ما يشكّل نظامًا للثقة بحيث ستتمكن المركبات من استخدام المعلومات التي تتلقاها بثقة.

ضمان الاعتمادية على مستوى النظام

إلى جانب الأمان، تُعدّ الاعتمادية العامل الأكثر أهمية. يجب أن تكون الشبكات قوية ضد التشويش ويجب أن تكون قادرة على العمل في بيئة حضرية كبيرة مع آلاف الأشخاص المتصلين في آنٍ واحد. تُستخدم تقنيات مثل تكرار الرسائل ومعالجة الإشارات المتطورة لضمان استقبال التحذيرات المهمة حتى في ظروف الراديو الصعبة. كما يجب أن يشمل التصميم آليات لتوزيع المفاتيح وإلغاء الشهادات بسرعة لضمان الأمان داخل النظام البيئي بأكمله من المركبات والبنية التحتية.

الطريق إلى الأمام

الرحلة نحو تحقيق القيادة الذاتية الكاملة هي مشروع مشترك. سواء كان القرار بين DSRC و C-V2X فيمكن اتخاذه في النهاية بناءً على أدائهما في تلبية معيارين هما الأمان العالي والموثوقية العالية. من المرجح أننا سنصل إلى حل هجين. بغض النظر عن التكنولوجيا الأساسية، من الضروري تطبيق معمارية أمان متعددة الطبقات تشمل تشفيرًا قويًا، وتوثيقًا صارمًا دون أي تنازلات، وتصميم شبكة متينة.