作者简介
SASETECH汽车安全社区
国内具有广泛影响力的由汽车安全专家共同发起的公益型安全技术社区，以“建立安全生态圈，做汽车安全的布道者”为使命，为汽车安全从业者打造学习、交流与合作的平台，旨在推动汽车功能安全、预期功能安全、网络安全的技术发展，赋能中国汽车智造。截止到2024年，已举办线上线下活动超过100场，服务了近8000位汽车安全相关从业者。
边俊
浙江大学自动化硕士，汽车安全社区SASETECH发起人，上海磐时创始人，长安汽车功能安全外聘专家。曾于上汽、华为、路特斯、海拉、TUV莱茵等多家企业担任功能安全负责人。拥有超过12年汽车安全开发经验，覆盖概念、系统、软件、硬件、测试等领域，在ISO 26262、ISO 21434、ISO 21448、ASPICE等方面有丰富的实战经验。2021年创立上海磐时信息技术有限公司以来，带领团队成功服务蔚来、赛力斯、智己、大众、魔门塔、地平线等多家国内外知名企业。
曲元宁
德国卡尔斯鲁厄工业大学工程硕士，博世汽车部件（苏州）有限公司汽车安全专家。国家标准《道路车辆功能安全》（GB/T 34590）2017版的核心起草组成员，2022版第二章起草小组组长，并参与多个功能安全标准的制定。先后在博世汽车负责底盘系统的软件和系统开发，2011年开始在公司内部导入功能安全相关的流程以及能力建设，建立并负责博世中国功能安全能力中心，承担底盘相关功能安全、网络安全，以及智能驾驶预期功能安全的相关工作。
张玉新
吉林大学汽车工程学院汽车底盘集成及仿生全国重点实验室副教授，ISO 26262、ISO 21448、ISO 3450X 及对应国标工作组成员，SAE J3187、UL 4600、OpenX 标准工作组技术代表，SAE自动驾驶安全技术委员会委员、论文主席、编委。主要研究方向为智能运载工具安全系统工程，重点聚焦自动驾驶功能安全和预期功能安全；依托国家自然科学基金、工业和信息化部及企业合作等项目，开展高级别自动驾驶系统安全领域的研究和实践，研究成果应用于卓驭、驭势科技、中国汽研、上海汽检等多家自动驾驶开发与测试相关企业。
其他参与本书写作的作者（排名不分先后）
毕先改、毕云天、单峻俊、范宏亮、冯亚军、华秋实、李阳泰、林誉森、刘辉、刘擎宇、柳福龙、马小龙、潘文韬、钱杰、秦跃、荣芩、宋涛、隋玉磊、滕飞、王为、王志文、项洪秀、许传斌、杨雪珠、余启灯、张则立、赵鑫、郑亮、周小舟、朱燚

（1）作者背景权*：本书有SASETECH社区发起人、博世汽车安全专家、吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室副教授领衔撰写。
（2）集行业之大成：汇聚了博世、蔚来、小鹏、磐时、地平线、黑芝麻等国内知名的传统车企、新势力车企、整车厂商、Tier1、Tier2等不同类型的汽车企业和高校等研究机构在汽车安全领域的经验。
（3）宏观微观兼顾：通过宏观与微观、纵向与横向的切换和比对，形成以汽车安全和研发流程为主线，功能安全、预期功能安全、网络安全融为一体的模式。
（4）涵盖汽车研发全流程：以系统工程V模型为基座，围绕功能安全、网络安全和预期功能安全，系统讲解了概念开发、系统开发、硬件开发、软件开发、验证与确认各阶段全流程的安全实践
（5）近20位专家力荐：本书得到了来自蔚来和地平线等知名企业、清华大学和吉林大学等知名高校、工业和信息化部等政府部门的近20位汽车领域专家的高度评价。

前　　言 Preface
为什么要写这本书
作为国内首个由汽车安全技术专家共同发起的公益型社区，SASETECH成立以来已经服务了行业内超过80%的汽车安全从业者。一直以来，我们尝试通过线下沙龙、线上技术直播等多种方式，为汽车安全从业人员提供技术交流与学习的平台，努力推动汽车安全行业的进步。在与汽车行业接触的过程中我们发现，越来越多的人开始关注汽车安全，越来越多的相关行业企业也开始关心汽车安全。特别是在国家政策的推动下，国内的汽车安全领域迎来了春暖花开的时节。
2023年11月，工业和信息化部、公安部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布了《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》，标志着我国的智能驾驶进入了新的发展阶段，也标志着我国智能网联汽车的技术水平达到了一个新的高度。同时，我国在自主芯片研发方面也在不断努力，在国产汽车芯片兴起的趋势下，更多的技术方案与技术创新如雨后春笋般涌现。特别是在国家对新能源汽车发展的大力支持下，所有相关产业都将掀起一股发展热潮。而这其中，汽车安全自然是极其关键的一环。
国内汽车安全领域已历经多年风雨，然而，一直以来，这一领域缺乏一本能够让从业人员迅速了解该行业及其相关技术的通俗易懂的书籍。市场上的大多数图书，要么是对汽车安全某一个细分领域的介绍，要么是以理论为依据的教科书式读物。对于一些刚入行的人员以及企业内从事汽车安全相关岗位的人士来说，了解汽车全域安全的渠道和方式非常有限。
因此，我们与众多汽车安全专家一起编写了这本能够让初学者快速入门的汽车安全技术图书。我们希望读者通过这本书，快速了解汽车安全的整体技术脉络。同时，我们更希望有越来越多的企业和技术人员能够通过这本书了解汽车安全、走进汽车安全，为汽车安全的发展添砖加瓦。希望本书能为国内汽车安全技术的发展，乃至整个汽车行业的发展贡献一份微薄之力。
读者对象
汽车安全行业的技术人员
从其他行业转入汽车安全行业的管理者或工程师
开设相关课程的院校老师及学生
智能网联汽车等新兴科技的爱好者
本书特色
区别于其他技术型书籍，本书通过理论联系实际的形式，以方法论加案例阐释的逻辑，为读者展现了一幅汽车安全技术全景。通过宏观与微观、纵向与横向的切换和比对，形成以汽车安全和研发流程为主线，功能安全、预期功能安全、网络安全融为一体的
模式。
另外，本书的作者几乎全部来自一线的汽车安全领域，他们突破了诸多传统理论框架，摒除了一些空泛的理论和基础释义，真正为读者呈现了一部在工作实践、学术研究中具有指导意义的词典式参考书籍。
如何阅读本书
本书将汽车安全（包括功能安全、预期功能安全以及网络安全）融入产品研发流程展开介绍，共7章。
第1章系统性地讲述汽车的三大安全体系—功能安全、预期功能安全和网络安全的概念，全面阐述它们在汽车产品设计理念、实现方式等方面的差异，同时介绍三者之间的内在联系和相互影响。读者可以从中了解三大安全体系的发展现状。
第2章介绍安全文化在企业内部安全工作顺利落地过程中的重要作用，具体阐述了安全文化这一软实力如何确保安全理念贯穿产品的全生命周期，并在组织架构优化、安全团队建设、管理措施制定等多个层面发挥积极的作用，从而构建系统化的安全管理体系。
第3章介绍安全概念阶段的安全相关工作，具体讲述了功能安全、预期功能安全和网络安全三大体系的潜在风险，并阐述了三大安全体系在概念阶段的要求和工作重点，为后续开发奠定基础。
第4章介绍系统阶段的安全相关工作，阐述功能安全、预期功能安全和网络安全三大体系在该阶段的开发流程要求，以及主流的设计方法。
第5章介绍硬件开发阶段的安全相关工作，具体阐述了功能安全、网络安全对传统硬件开发流程（包括失效分析、安全机制设计、失效度量、集成测试等）的新要求，并探讨了芯片层面的功能安全开发。
第6章介绍软件开发阶段的安全相关工作。在阐述软件开发流程的基础上，融入功能安全和网络安全的具体要求，重点介绍了基于模型的开发方法，并列举了软件安全设计、编码和验证过程中常用的工具，为实现产品功能及安全机制提供切实可行的指导。
第7章介绍验证与确认阶段的安全相关工作。这是确保三大安全体系要求落实的关键环节，论述了功能安全、预期功能安全和网络安全在验证与确认方面的差异化要求，并结合实际案例，深入分析了各种可行的方法，为读者提供宝贵的实践经验。
勘误和支持
由于作者水平有限，书中难免会出现一些错误或不准确的地方，恳请读者批评指正。联系邮箱admin@sasetech.com.cn，微信公众号sasetech。
致谢
感谢边俊、曲元宁、张玉新一直以来的辛苦编撰，感谢毕云天、单峻俊、范宏亮、冯亚军、华秋实、李阳泰、林誉森、刘辉、刘擎宇、柳福龙、马小龙、潘文韬、钱杰、秦跃、荣芩、宋涛、隋玉磊、滕飞、王为、王志文、项洪秀、许传斌、杨雪珠、余启灯、张则立、赵鑫、郑亮、周小舟、朱燚（排名不分先后）等的参与创作与协同支持。
特别感谢毕先改等对审阅工作的支持，最终让内容以更清晰的形式呈现给读者。
谨以此书献给所有热爱汽车安全的人。

SASETECH汽车安全社区　　
2024年3月13日

目　　录 Contents
本书赞誉
前言
第1章　智能汽车安全概述　1
1.1　安全简介　2
1.1.1　三类安全的案例　2
1.1.2　三类安全的概念和关系　6
1.1.3　关联技术领域　9
1.1.4　安全系统工程　13
1.2　功能安全简介　17
1.2.1　功能安全的定义和范围　 18
1.2.2　标准体系　18
1.2.3　行业现状、挑战及实践　20
1.3　预期功能安全简介　23
1.3.1　预期功能安全的定义和范围　24
1.3.2　标准体系　25
1.3.3　行业现状、挑战及实践　26
1.4　网络安全简介　28
1.4.1　网络安全的定义和范围　28
1.4.2　政策法规和标准体系　29
1.4.3　行业现状、挑战及实践　39
1.5　参考文献　46
第2章　安全文化、团队与管理　47
2.1　安全文化　47
2.1.1　安全文化的重要性　48
2.1.2　优秀的安全文化　48
2.1.3　如何建立好的安全文化　50
2.2　安全团队　53
2.2.1　不同组织对安全团队的要求　53
2.2.2　安全团队的定位　56
2.3　安全管理　58
2.3.1　智能汽车安全管理内容　58
2.3.2　智能汽车安全管理流程建设　60
2.3.3　功能安全、预期功能安全、
网络安全的管理融合　69
第3章　安全概念阶段　73
3.1　功能设计规范与案例　74
3.1.1　系统功能定义　74
3.1.2　系统初始架构与边界　76
3.1.3　法律法规和标准　77
3.2　三大安全危害分析和风险评估　78
3.2.1　功能安全方面　78
3.2.2　预期功能安全方面　82
3.2.3　网络安全方面　84
3.3　安全概念开发　93
3.3.1　功能安全概念开发　93
3.3.2　预期功能安全概念开发　97
3.3.3　网络安全概念开发　99
第4章　系统阶段　102
4.1　系统阶段功能安全设计　103
4.1.1　系统架构设计　103
4.1.2　系统安全分析　105
4.1.3　系统技术安全概念设计　106
4.2　系统阶段预期功能安全设计　108
4.2.1　功能设计的迭代　108
4.2.2　人机交互　109
4.3　系统阶段网络安全设计　110
4.3.1　网络安全设计思路　111
4.3.2　常用的网络安全机制　112
4.3.3　对其他系统安全与性能的
影响　116
第5章　硬件开发阶段　118
5.1　硬件层面产品开发　118
5.1.1　传统的硬件开发简介　119
5.1.2　硬件开发过程中功能安全的
要求　124
5.1.3　硬件开发过程中网络安全的
要求　126
5.2　硬件的失效与功能安全度量
指标　127
5.2.1　硬件失效率　128
5.2.2　针对整车功能的失效评估　132
5.2.3　诊断覆盖率　135
5.3　常用的安全机制　137
5.3.1　传感器的安全机制　137
5.3.2　控制器及周边器件的安全
机制　139
5.3.3　执行器的安全机制　150
5.3.4　线束连接的安全机制　150
5.3.5　通信的安全机制　152
5.3.6　非常规硬件器件的安全机制
设计　152
5.3.7　常用的硬件信息安全机制　153
5.4　硬件集成测试　166
5.4.1　硬件集成测试方法　166
5.4.2　硬件集成测试用例的导出　168
5.4.3　硬件功能安全开发的闭环　169
5.5　芯片功能安全开发　171
5.5.1　芯片功能安全开发简介　171
5.5.2　芯片开发层级定义　173
5.5.3　芯片产品定义　173
5.5.4　芯片产品开发　174
5.5.5　芯片生产　175
5.5.6　永久性失效的计算方法　176
5.5.7　瞬态失效及其计算方法　178
5.5.8　安全手册　178
第6章　软件开发阶段　180
6.1　软件层面产品开发　 180
6.1.1　软件产品工程开发简介　180
6.1.2　常见的软件开发模型　181
6.1.3　软件分层及典型的软件系统　190
6.2　软件安全的意义与原则　202
6.2.1　软件安全的含义　202
6.2.2　影响软件安全的因素　206
6.2.3　功能安全软件的核心要求　209
6.2.4　网络安全对软件的核心要求　212
6.3　软件开发与测试　213
6.3.1　软件开发环境　214
6.3.2　软件安全需求　216
6.3.3　软件架构设计　218
6.3.4　软件单元设计和实现　227
6.3.5　软件单元验证　229
6.3.6　软件集成和验证　232
6.3.7　软件需求/合规性/网络安全
测试　233
6.4　软件风险管理　235
6.4.1　安全监控　236
6.4.2　风险评估　237
6.4.3　漏洞分析及管理　237
6.5　基于模型的开发方法　239
6.5.1　MBSE的应用　239
6.5.2　MBD和功能安全　242
6.5.3　MBD和软件架构设计　247
6.5.4　MBD和软件详细设计　252
6.5.5　MBD和验证　255
6.5.6　MBD建模规范　257
第7章　验证与确认阶段　261
7.1　验证与确认的基本概念　261
7.2　功能安全的验证与确认　263
7.2.1　功能安全集成与验证的层级　264
7.2.2　功能安全集成与验证的目标　270
7.2.3　功能安全集成与验证的策略　275
7.2.4　功能安全的验证与确认案例　281
7.3　预期功能安全的验证与确认　284
7.3.1　验证与确认策略　284
7.3.2　已知不安全场景的评估　286
7.3.3　已知危害场景导致残余风险的
评估　289
7.3.4　未知不安全场景的评估　289
7.3.5　预期功能安全验证与确认
案例　290
7.3.6　验证与确认的发展趋势　298
7.4　网络安全的验证与确认　298
7.4.1　网络安全验证的挑战及应对
措施　299
7.4.2　网络安全合规性测试　302
7.4.3　网络安全渗透测试　307
7.4.4　网络安全产品测试案例　314