AUTOSAR AP和CP的安全要求规范（Safety Req）详细解读

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一、规范的编制的背景原因

编制该规范的原因

确保系统安全性和可靠性
- 随着汽车电子系统日益复杂，功能不断增加，对安全性和可靠性的要求也越来越高。该规范为AUTOSAR平台在安全执行、配置、更新、信息交换、数据处理等多方面制定了明确要求，例如，规定了AUTOSAR应提供机制来监测控制流和管理多应用的执行顺序（[RS_SAF_00001]），以确保系统免受干扰，避免因控制流混乱或执行顺序错误导致系统故障或安全问题。
- 在车辆运行中，多个ECU及软件组件相互关联，安全的信息交换至关重要。规范中要求提供机制支持安全的信息交换（[RS_SAF_00004]），可防止因信息传输错误或接收异常引发的车辆功能异常，如避免因错误的车速信息传输导致自动驾驶系统做出错误决策。
统一标准与互操作性
- AUTOSAR平台涉及众多供应商和不同的应用场景，编制该规范能统一安全要求标准，确保不同供应商开发的组件和系统在集成时能够正确交互和协同工作。例如，在执行管理方面，明确了执行管理应设置进程执行可执行文件（[RS_EM_00002]），并对进程相关属性（如优先级、调度策略和访问权限）进行分配，使不同供应商开发的应用在同一平台上运行时，能遵循统一的进程管理规则，实现资源的合理分配和隔离，保障系统的稳定性和安全性。
- 对于通信管理，规范规定了通信管理应使用E2E协议保护事件和方法的传输（[RS_CM_00223]、[RS_CM_00400]），并提供相关信息给应用，保证了不同组件间通信的安全性和可靠性，无论使用何种通信总线，都能满足统一的安全通信标准，促进组件间的互操作性。

缺乏规范的后果

安全漏洞与风险增加
- 若无该规范，在数据存储方面可能缺乏安全机制，容易导致数据损坏或丢失。例如，应用在存储和检索数据时，若没有规范要求的安全存储机制（如[RS_SAF_10039]中防止数据意外更改、[RS_SAF_10040]中支持数据恢复机制），可能因内存故障、干扰等因素使数据出错，导致车辆关键系统（如发动机控制、刹车系统）获取错误数据，进而引发严重安全事故。
- 在软件更新时，若没有安全更新机制（如[RS_SAF_10038]要求在安全状态下更新软件），可能在车辆行驶过程中进行不恰当的更新，导致系统不稳定或功能失效，危及行车安全。
系统集成困难与混乱
- 不同供应商的组件可能因缺乏统一安全标准而无法有效集成。比如，执行管理中若没有统一的进程创建和资源分配规则，一个供应商的应用可能过度占用资源，影响其他应用运行，甚至导致系统崩溃，或者因进程隔离不当，使不同安全级别的应用相互干扰，破坏系统整体安全性。
- 通信方面，若没有规范对通信协议和故障检测机制的统一要求，组件间通信可能出现错误无法及时发现和处理，导致信息传输错误、延迟或丢失，使车辆各系统间协同工作失效，如仪表盘无法正确显示车辆状态信息，驾驶员辅助系统无法及时获取传感器数据等。

二、规范的主要内容

2.1 顶层安全

顶层安全要求涵盖了安全执行、配置、更新或升级、信息交换、数据损坏检测、安全存储以及故障恢复等多个方面，旨在确保AUTOSAR平台在各关键环节具备相应的安全保障机制，以应对复杂的汽车电子系统运行环境。

安全执行

要求：[RS_SAF_00001]规定AUTOSAR应提供支持机制，用于监控控制流并管理具有不同安全关键性的多个应用程序的执行顺序。
示例：在车辆的自动驾驶系统中，同时运行着感知模块、决策模块和控制模块等多个应用程序。感知模块负责收集环境信息（如摄像头图像、雷达数据等），决策模块根据感知数据做出驾驶决策（如加速、减速、转向等），控制模块执行决策并控制车辆的实际运行。如果没有有效的控制流监控和执行顺序管理，感知模块可能出现数据处理延迟或错误，导致决策模块基于错误信息做出错误决策，进而控制模块执行错误操作，危及车辆安全。例如，感知模块在某一时刻因故障未能及时更新图像数据，若没有规范要求的机制，决策模块可能使用过期数据做出错误的驾驶决策，如判断前方无障碍物而加速行驶，而实际上前方有障碍物，这将引发严重的安全事故。

安全配置

要求：[RS_SAF_00002]要求AUTOSAR提供机制，以支持在车辆整个驾驶周期内进行正确配置。
示例：车辆的电子控制系统包含众多配置参数，如发动机控制单元的燃油喷射量、点火时间等参数，以及安全气囊系统的触发阈值等。在车辆行驶过程中，如果这些配置参数因某种原因（如电磁干扰、软件故障等）发生错误更改，可能导致发动机性能下降、油耗增加甚至熄火，或者安全气囊在不应触发的时候触发，对驾驶员和乘客造成伤害。例如，发动机控制单元的燃油喷射量配置在行驶中被错误修改，可能使发动机混合气过浓或过稀，影响发动机正常运行，导致车辆动力不足或抖动，影响驾驶安全。

安全更新或升级

要求：[RS_SAF_00003]规定AUTOSAR应提供机制，以支持对具有不同关键性的多个平台和非平台应用程序进行正确的更新和升级。
示例：汽车的车载娱乐系统和发动机控制软件都可能需要更新。如果在车辆行驶过程中，发动机控制软件进行更新且没有遵循安全更新机制，可能导致发动机突然停止工作或出现异常运行状态，如更新过程中数据传输错误使发动机控制逻辑混乱，引发发动机抖动、失速等问题，严重影响车辆行驶安全。而车载娱乐系统若更新出错，可能导致死机、卡顿，影响用户体验，但相比发动机控制软件更新出错，对安全的直接影响相对较小。

安全信息交换

要求：[RS_SAF_00004]要求AUTOSAR提供机制，支持安全关键应用程序之间安全地交换（传输和接收）信息。
示例：在车辆的防抱死制动系统（ABS）和电子稳定控制系统（ESP）之间需要交换车辆轮速、加速度等信息。如果信息交换过程中出现错误，例如传输的数据被篡改或丢失，ABS可能接收到错误的轮速信息，导致制动压力调节不当，使车轮抱死或制动距离延长；ESP可能因错误的加速度信息无法正确判断车辆行驶状态，从而无法有效干预车辆稳定性，在车辆转弯或紧急制动时容易引发侧滑、甩尾等危险情况。

数据损坏检测

要求：[RS_SAF_00005]规定AUTOSAR应提供机制，用于在数据处理、与其他系统或系统元素通信时检测故障。
示例：车辆的传感器（如温度传感器、压力传感器等）将数据传输给发动机控制系统。如果传感器数据在传输过程中因线路干扰或硬件故障出现数据损坏（如数据位翻转），而系统没有检测机制，发动机控制系统可能根据错误的传感器数据（如错误的进气温度数据）调整燃油喷射量，导致发动机燃烧不充分、动力下降、排放增加，长期运行还可能损坏发动机部件，影响车辆性能和可靠性。

安全存储

要求：[RS_SAF_00006]要求AUTOSAR提供机制，以支持应用程序的安全存储。
示例：车辆的导航系统存储地图数据和用户设置信息。如果存储机制不安全，在车辆受到电磁干扰或存储设备出现故障时，地图数据可能损坏或丢失，导致导航系统无法正常工作，驾驶员在陌生道路上失去导航指引，增加迷路风险；用户设置信息丢失可能使驾驶员偏好的导航显示模式、语音提示等设置恢复默认，影响使用便利性，在驾驶过程中分散驾驶员注意力，间接影响行车安全。

故障恢复

要求：[RS_SAF_00007]规定AUTOSAR应监控、检测并提供对可检测故障做出反应的手段。
示例：车辆的电池管理系统负责监控电池状态，若电池电压、电流等参数出现异常（如电池过热导致电压波动），故障恢复机制应能检测到这种异常。如果没有有效的故障恢复机制，电池可能过度充电或过度放电，损坏电池寿命，甚至引发电池起火、爆炸等严重安全事故。而有了相应机制，系统可以采取措施（如调整充电电流、启动冷却系统等）恢复电池正常状态，保障车辆电气系统安全稳定运行。

2.2 功能安全

功能安全要求涵盖软件组件初始化、验证、关机与终止、状态转换、资源管理、通信、防止数据丢失与篡改、安全更新、错误检测与恢复、时间相关检测、通信故障检测与配置等多个方面，旨在确保AUTOSAR平台在软件和系统功能的各个关键环节具备相应的安全保障机制，以应对复杂的汽车电子系统运行环境。

软件组件安全初始化

要求：[RS_SAF_10001]规定AUTOSAR应提供机制支持软件组件的安全初始化。
示例：在汽车的发动机控制系统中，包含多个软件组件，如燃油喷射控制组件、点火控制组件等。在车辆启动时，这些软件组件需要进行初始化，以确保它们能正确运行。如果没有安全的初始化机制，可能会导致初始化参数错误。例如，燃油喷射控制组件初始化时错误地设置了喷油嘴的初始喷油量，可能使发动机启动困难、燃烧不充分，甚至无法启动，影响车辆正常使用，还可能因混合气过浓或过稀损坏发动机部件。

软件组件安全验证

要求：[RS_SAF_10002]要求AUTOSAR提供机制对平台基本软件模块、功能集群、软件组件、应用程序、服务及其各自的配置数据进行安全验证。
示例：对于汽车的自动驾驶系统，其中包含各种软件组件和配置数据。在系统运行前，需要对这些组件和数据进行验证。如果没有有效的验证机制，例如，在更新自动驾驶系统的某个软件组件后，其配置数据可能被错误修改，但未被检测到。当车辆行驶在自动驾驶模式下，该组件可能因错误的配置数据而无法正确处理传感器信息，导致自动驾驶系统做出错误决策，如错误判断前方障碍物距离，引发碰撞事故。

安全关机与终止

要求：[RS_SAF_10005]规定AUTOSAR应提供机制支持应用程序、软件组件、基本软件模块和服务的安全关机和终止。
示例：当车辆发生严重故障（如发动机过热、电气系统短路等）需要紧急关机时，如果关机过程不安全，可能导致数据丢失或系统状态异常。例如，车辆的电子控制单元（ECU）在关机时，如果没有按照正确顺序终止相关应用程序和服务，可能使正在写入的数据丢失，下次启动时系统无法正常加载之前的运行状态，影响车辆的诊断和修复，甚至可能导致系统无法重新启动，车辆无法正常使用。

安全状态转换

要求：[RS_SAF_10006]要求AUTOSAR提供机制支持基本软件模块、软件组件、应用程序或服务生命周期中的安全状态转换。
示例：在汽车的自动变速器控制系统中，软件组件在不同的驾驶模式（如停车、行驶、倒车等）下需要进行状态转换。如果状态转换机制不安全，当从行驶模式切换到倒车模式时，若没有正确处理状态转换过程，可能导致变速器换挡错误，车辆突然失去动力或产生异常冲击，影响驾驶舒适性，严重时可能损坏变速器部件，危及行车安全。

安全资源管理

要求：[RS_SAF_10008]规定AUTOSAR应提供机制支持对自适应平台功能集群、应用程序和服务以及经典平台基本软件模块和软件组件进行安全资源管理。
示例：在车辆的多媒体娱乐系统和安全相关系统（如安全气囊系统）共用同一硬件资源（如CPU、内存等）的情况下，如果没有安全的资源管理机制，多媒体娱乐系统可能过度占用资源，导致安全气囊系统在需要时无法及时响应。例如，当车辆发生碰撞时，由于资源被娱乐系统占用，安全气囊系统可能无法及时触发，无法为驾驶员和乘客提供有效的保护，增加人员受伤风险。

安全通信接口

要求：[RS_SAF_10014]要求AUTOSAR提供接口支持基本软件模块、软件组件、应用程序或服务进行安全通信。
示例：在车辆的车联网系统中，车载设备与云端服务器之间需要进行通信，传输车辆状态信息（如车速、位置等）和接收导航、远程控制等指令。如果通信接口不安全，数据在传输过程中可能被窃取或篡改。例如，黑客可能篡改车辆发送给云端的位置信息，使车辆被错误定位，或者篡改云端发送给车辆的导航指令，导致车辆驶向错误路线，引发交通混乱，危及车辆和道路安全。

防止配置丢失

要求：[RS_SAF_10027]规定AUTOSAR应提供机制防止有效配置丢失。
示例：汽车的座椅记忆功能、后视镜调节功能等都依赖于配置数据。如果车辆在行驶过程中因电气系统干扰或软件故障导致配置数据丢失，座椅和后视镜可能恢复到默认位置，影响驾驶员的视线和操作舒适性，分散驾驶员注意力，增加驾驶风险。例如，驾驶员在调整好座椅和后视镜位置后，因配置丢失，突然座椅位置改变，可能导致驾驶员无法正常操作踏板和方向盘，影响驾驶安全。

安全程序执行

要求：[RS_SAF_10030]规定AUTOSAR应提供机制支持安全程序执行。
示例：在车辆的制动控制系统中，程序负责根据驾驶员的制动操作和车辆状态（如车速、车轮转速等）计算并控制制动压力。如果程序执行过程中出现错误，例如因内存故障导致程序指令错误执行，可能使制动压力计算错误，制动距离变长或制动不均匀，在紧急制动情况下无法有效减速，引发追尾等碰撞事故，严重威胁车辆和人员安全。

程序执行时间检测

要求：[RS_SAF_10031]要求AUTOSAR提供机制检测程序执行时间违规。
示例：在车辆的发动机控制系统中，一些控制程序需要在规定时间内完成执行，如氧传感器信号处理程序用于实时调整空燃比。如果该程序执行时间过长，超过规定时间限制，可能导致发动机无法及时根据氧传感器反馈调整空燃比，使发动机燃烧效率降低、排放增加，长期运行还可能损坏发动机催化转化器等部件，影响车辆性能和环保指标。

防止数据意外更改

要求：[RS_SAF_10037]规定AUTOSAR应提供机制防止数据意外更改。
示例：在车辆的电子钱包系统（用于支付停车费、过路费等）中，如果没有防止数据意外更改的机制，可能因软件漏洞或外部干扰使账户余额数据被错误修改。例如，账户余额可能被无故增加或减少，导致支付系统混乱，影响车辆正常的费用支付，甚至可能引发财务纠纷，同时也可能使车辆相关服务（如自动缴费通行）无法正常使用。

安全软件更新

要求：[RS_SAF_10038]规定AUTOSAR应提供机制确保安全相关软件仅在不会导致危险情况的状态下进行更新/升级。
示例：在车辆的高级驾驶辅助系统（ADAS）更新过程中，如果没有遵循安全更新机制，在车辆行驶过程中进行更新，可能导致系统功能异常。例如，更新使前方碰撞预警功能失效，驾驶员在驾驶过程中无法及时收到碰撞预警，增加了发生碰撞事故的风险；或者更新导致自适应巡航控制系统出错，车辆速度控制不稳定，影响行车安全。

数据损坏检测与恢复

要求：[RS_SAF_10039]规定AUTOSAR应提供机制检测数据意外更改，[RS_SAF_10040]要求支持数据恢复机制。
示例：车辆的行车记录仪存储大量行驶数据，如果存储数据因存储设备故障或电磁干扰出现损坏，若没有检测和恢复机制，重要的事故相关数据可能丢失，无法为事故调查提供准确信息。例如，在发生交通事故后，行车记录仪的数据损坏无法恢复，无法确定事故发生时的车速、车辆状态等关键信息，给事故责任认定带来困难，同时也可能影响保险理赔等后续处理。

通信故障检测与配置

要求：[RS_SAF_10041]规定AUTOSAR应允许集成商选择和配置检测通信故障的安全机制，[RS_SAF_10042]要求提供机制检测时间同步违规。
示例：在车辆的分布式控制系统中，不同ECU之间通过通信网络协同工作。如果通信出现故障（如网络延迟、数据包丢失等）且没有有效的检测和配置机制，例如，车辆的转向控制系统和车轮速度传感器之间通信故障，转向控制系统无法及时获取准确的车轮速度信息，可能导致转向助力系统失效或转向控制不准确，使车辆在行驶过程中转向困难，增加偏离车道、碰撞路边障碍物等风险。同时，若时间同步出现问题，如不同传感器数据的时间戳不一致，可能使车辆控制系统无法正确融合数据，做出错误决策，影响车辆行驶稳定性和安全性。

2.3 技术安全要求

技术安全要求涵盖了健康监测、自适应平台各功能集群（平台健康管理、执行管理、状态管理）、操作系统接口、持久性、通信管理、更新和配置管理以及经典平台相关模块（看门狗管理器、操作系统、E2E保护）等方面，旨在确保AUTOSAR平台在各个技术层面具备相应的安全保障机制，以应对复杂的汽车电子系统运行环境。

健康监测

存活监督（[RS_HM_09125]）
- 要求：健康监测应检查受监督实体中达到给定检查点的频率是否符合指定限制。
- 示例：在车辆的电池管理系统中，有一个定期检查电池电压的任务，该任务被设定为每10秒检查一次电压（即检查点）。如果健康监测机制发现该任务在一段时间内（如1分钟）执行次数远远少于预期的6次（1分钟内应执行6次），则可能表明电池管理系统出现故障，如任务被阻塞或陷入死循环。这可能导致电池过充或过放无法及时被监测到，进而影响电池寿命，严重时可能引发电池起火、爆炸等安全问题。
逻辑监督（[RS_HM_09222]）
- 要求：健康监测应检查受监督实体在运行时检查点的顺序是否与指定顺序相同，包括分支选择、并发执行等逻辑正确性。
- 示例：在车辆的发动机控制系统中，启动过程涉及多个步骤的逻辑顺序，如先进行系统自检，然后启动油泵，接着启动点火系统等。如果健康监测检测到在一次启动过程中，油泵在自检完成前就启动了（违反了指定顺序），可能是控制程序出现错误或受到干扰。这可能导致发动机启动失败，或者在启动过程中因油压不足而损坏发动机部件，影响车辆正常使用，甚至在行驶中突然熄火，危及行车安全。
期限监督（[RS_HM_09235]）
- 要求：健康监测应检查两个检查点之间的经过时间是否在指定的最小和最大限制内，包括检测第二个检查点是否从未到达。
- 示例：在车辆的自适应巡航控制系统中，有一个任务负责定期更新与前车的距离信息（检查点），规定每500毫秒更新一次。如果健康监测发现两次更新之间的时间超过了1秒（最大限制），可能是传感器数据传输延迟或处理任务阻塞。这可能使车辆无法及时准确地保持与前车的安全距离，在高速行驶时容易引发追尾事故，威胁车辆和乘客的生命安全。

自适应平台功能集群

平台健康管理（PHM）
- 状态管理监督失败处理（[RS_PHM_00115]）
  - 要求：如果状态管理监督失败，平台健康管理应触发看门狗重置。
  - 示例：在车辆的自动驾驶系统中，状态管理负责监控系统各个组件的状态，如传感器状态、决策模块状态等。若状态管理监督发现传感器数据持续异常（表明监督失败），但无法自行恢复，平台健康管理应触发看门狗重置。如果没有触发重置，自动驾驶系统可能继续基于错误的传感器数据做出决策，导致车辆行驶轨迹偏离，如在车道保持功能中，车辆可能偏离车道，引发碰撞事故。
- 执行管理监督失败处理（[RS_PHM_00116]）
  - 要求：如果执行管理监督失败，平台健康管理应触发看门狗重置。
  - 示例：在车辆的动力系统控制中，执行管理负责调度和执行各种控制任务，如发动机喷油控制、变速器换挡控制等。若执行管理监督发现某个控制任务长时间未完成（监督失败），可能是执行管理模块出现故障或资源死锁。此时平台健康管理触发看门狗重置，若不重置，动力系统控制混乱，发动机可能出现异常转速、变速器换挡异常，影响车辆动力输出和行驶安全。
- 其他组件故障通知（[RS_PHM_00117]）
  - 要求：平台健康管理应在除执行管理和状态管理之外的自适应平台功能集群、自适应应用或服务发生故障时通知状态管理。
  - 示例：在车辆的信息娱乐系统中，某个音频播放服务出现故障（属于自适应应用），平台健康管理检测到故障后通知状态管理。状态管理可以根据此通知采取相应措施，如尝试重启该服务或调整系统资源分配，避免故障扩散影响整个信息娱乐系统的稳定性，若不通知，可能导致信息娱乐系统其他功能（如导航显示、蓝牙连接等）也受到影响，分散驾驶员注意力，间接影响行车安全。
- 检查点处理限制（[RS_PHM_00118]）
  - 要求：PHM应仅处理来自相应进程报告的检查点。
  - 示例：在车辆的安全监控系统中，不同传感器进程（如车门传感器、车内监控传感器等）向PHM报告检查点。如果PHM错误地处理了来自非对应进程（如娱乐系统进程）的虚假检查点，可能导致系统误判安全状态，如错误地认为车门未关闭（实际上已关闭），触发不必要的警报，干扰驾驶员注意力，影响正常驾驶。
- 异常检查点处理（[RS_PHM_00119]）
  - 要求：如果检查点是由非相应进程报告的，则应引发安全事件。
  - 示例：在车辆的网络通信系统中，假设存在恶意软件试图模拟正常进程向PHM发送虚假检查点，意图干扰系统安全机制。由于该检查点来自非相应进程，PHM应引发安全事件，如通知安全防护系统进行进一步检查和处理，防止恶意软件通过伪造检查点信息获取系统权限或破坏系统正常运行，保障车辆网络安全和整体系统安全。
执行管理（EM）
- 进程创建（[RS_EM_00002]）
  - 要求：执行管理应为每个建模进程的执行设置一个进程，并根据执行清单分配进程特定属性（如优先级、调度策略和访问权限）。
  - 示例：在车辆的多任务处理系统中，同时运行着安全关键任务（如制动控制任务）和非安全关键任务（如座椅加热控制任务）。执行管理根据执行清单为制动控制任务创建高优先级进程，确保其能及时响应制动操作，而座椅加热控制任务为低优先级进程。如果没有正确设置进程属性，例如制动控制任务被错误分配低优先级，在紧急制动时可能因资源竞争无法及时执行，导致制动延迟，增加制动距离，引发碰撞事故。
- 资源预算配置（[RS_EM_00005]）
  - 要求：执行管理应支持为进程和进程组配置操作系统资源预算。
  - 示例：在车辆的多媒体系统中，视频播放进程和音频播放进程属于同一进程组，执行管理根据系统资源情况为该进程组配置一定的CPU时间和内存资源预算。如果在播放高清视频时，视频播放进程占用过多资源，超过预算，执行管理可以限制其资源使用，确保音频播放不受影响，维持多媒体系统整体的稳定性，避免因资源过度占用导致系统卡顿或崩溃，影响用户体验，间接影响驾驶安全（如驾驶员因操作多媒体系统分心时，系统不稳定可能加重分心程度）。
- 线程绑定（[RS_EM_00008]）
  - 要求：执行管理应支持将给定进程的所有线程绑定到指定的处理器核心集。
  - 示例：在车辆的雷达信号处理系统中，为了减少线程迁移带来的开销和提高处理效率，执行管理将雷达数据采集线程和处理线程绑定到特定的处理器核心。如果没有进行绑定，线程可能在不同核心间频繁迁移，导致数据处理延迟，无法及时准确地获取雷达信息，影响自动驾驶系统对周围环境的感知和判断，在车辆行驶过程中可能无法及时检测到障碍物，增加碰撞风险。
- 子进程创建控制（[RS_EM_00009]）
  - 要求：执行管理应控制其启动的每个进程创建子进程的权利，除非另有配置。
  - 示例：在车辆的软件更新系统中，主更新进程负责下载和安装更新包，执行管理限制主更新进程直接创建其他无关子进程，防止恶意软件利用更新进程的权限创建恶意子进程，如窃取车辆系统信息或破坏系统文件。如果没有这种控制，恶意子进程可能在车辆系统中肆意运行，危及车辆数据安全和系统稳定性，影响车辆正常使用。
- 安全完整性级别实施（[RS_EM_00151]）
  - 要求：执行管理应至少按照平台上支持的任何进程的最高安全完整性级别实施。
  - 示例：在车辆的混合关键度系统中，同时运行着ASIL D级别的自动驾驶控制进程和QM级别的诊断日志记录进程。执行管理按照ASIL D级别的安全标准实施，确保在管理这些进程时，能满足自动驾驶控制进程对安全性的严格要求，如严格的资源分配、错误检测和恢复机制等。如果执行管理没有达到相应安全级别，可能导致自动驾驶控制进程出现错误无法及时处理，影响车辆自动驾驶功能的安全性，引发严重事故。
状态管理（SM）
- 安全完整性级别实施（[RS_SM_00600]）
  - 要求：状态管理应至少按照其管理的任何进程的最高安全完整性级别实施。
  - 示例：在车辆的动力系统状态管理中，涉及发动机启动、运行、停止等不同状态的管理，其中发动机控制进程可能具有较高的安全关键度（如ASIL C级），状态管理需要按照该高安全级别实施。如果状态管理在处理发动机状态转换时出现错误（如因自身安全级别不足导致状态转换逻辑错误），可能使发动机在运行中突然停止或进入错误状态，导致车辆失去动力，影响行车安全，特别是在高速行驶或复杂路况下，后果更为严重。
- 协调恢复行动（[RS_SM_00601]）
  - 要求：状态管理应协调恢复行动。
  - 示例：在车辆的电子控制系统中，某个传感器出现故障导致相关数据异常，平台健康管理检测到故障并通知状态管理。状态管理负责协调恢复行动，如尝试重新初始化传感器、切换到备用传感器（如果有）或调整系统运行模式以适应传感器故障。如果没有有效的协调恢复机制，系统可能持续使用错误的传感器数据，导致控制策略错误，影响车辆性能和安全性，如发动机控制可能因错误的进气温度传感器数据而调整不当，使发动机工作异常。

操作系统接口

系统内存预算（[RS_OSI_00201]）
- 要求：操作系统应提供机制为每个进程或进程组配置内存预算。
- 示例：在车辆的多应用系统中，导航应用和音乐播放应用同时运行，操作系统为导航应用分配了一定的内存预算，为音乐播放应用分配了另一部分内存预算。如果导航应用因地图数据更新等原因试图占用超过其预算的内存，操作系统可以限制其内存使用，防止导航应用因内存不足崩溃，同时确保音乐播放应用不受影响，维持系统整体稳定性。若没有内存预算机制，导航应用可能过度占用内存，导致音乐播放卡顿或系统因内存耗尽而死机，影响驾驶员对车辆功能的正常使用，在驾驶过程中可能因操作分心而引发安全问题。
CPU时间预算（[RS_OSI_00202]）
- 要求：操作系统应提供机制为每个进程或进程组配置CPU时间预算。
- 示例：在车辆的自动驾驶系统中，感知模块和决策模块是两个重要进程。操作系统为感知模块分配了较高的CPU时间预算，以确保其能及时处理传感器数据。如果决策模块出现异常，占用过多CPU时间，超过其预算，操作系统可以干预，保证感知模块有足够的CPU时间运行，维持对周围环境的准确感知。否则，感知模块可能因CPU时间不足无法及时更新数据，导致自动驾驶系统决策失误，如无法及时检测到前方障碍物，引发碰撞事故。
进程绑定到CPU核心（[RS_OSI_00203]）
- 要求：操作系统应提供机制将进程或进程组绑定到CPU核心（可选）。
- 示例：在车辆的安全关键控制系统中，如防抱死制动系统（ABS）和电子稳定控制系统（ESP）的相关进程，操作系统可以将它们绑定到特定的CPU核心。这样可以减少进程在不同核心间切换的开销，提高系统响应速度和稳定性。如果没有绑定，在紧急制动或车辆处于不稳定状态时，这些关键进程可能因核心切换延迟而无法及时执行控制操作，影响制动效果和车辆稳定性，增加事故风险。
多进程隔离（[RS_OSI_00206]）
- 要求：操作系统应提供机制使多个进程相互隔离运行。
- 示例：在车辆的系统中，安全关键的发动机控制进程和非安全关键的车载娱乐进程同时运行。操作系统确保发动机控制进程的内存空间和娱乐进程的内存空间相互隔离，防止娱乐进程因软件漏洞（如缓冲区溢出）意外修改发动机控制进程的内存数据，导致发动机控制出错，影响车辆动力输出和运行安全。同时，也避免发动机控制进程的高优先级任务抢占娱乐进程资源时，导致娱乐进程崩溃，影响用户体验，间接影响驾驶安全（如驾驶员因娱乐系统故障分心）。

持久性

数据损坏检测（[RS_PER_00008]）
- 要求：持久性应能够检测持久内存中的数据损坏。
- 示例：在车辆的车辆配置数据存储中，存储着车辆的各种设置（如轮胎压力监测系统的校准数据、驾驶模式偏好等）。如果存储这些数据的持久内存因电磁干扰或硬件老化出现数据损坏，持久性机制应能检测到。若无法检测，车辆可能使用错误的校准数据，导致轮胎压力监测不准确，驾驶员无法及时发现轮胎异常，增加爆胎风险；或者驾驶模式无法正确切换，影响驾驶体验和车辆性能。
数据恢复（[RS_PER_00009]）
- 要求：持久性应能够恢复已损坏的数据。
- 示例：在车辆的行车记录仪数据存储中，若因存储设备故障部分数据损坏，持久性的恢复机制可以尝试恢复数据。如果没有恢复机制，重要的行车记录（如事故发生瞬间的数据）可能丢失，无法为事故调查提供准确信息，影响责任认定和保险理赔等后续处理。而有了恢复机制，即使数据损坏，也有机会还原数据，保障车辆相关数据的完整性和可用性。

通信管理

事件传输保护（[RS_CM_00223]）
- 要求：通信管理应使用E2E协议保护事件的传输，且E2E保护应在事件API之后执行。
- 示例：在车辆的安全气囊系统中，碰撞传感器检测到碰撞事件后，通过通信管理向安全气囊控制单元发送触发信号（事件）。通信管理使用E2E协议确保信号在传输过程中不被篡改或丢失。如果没有E2E保护，黑客可能篡改信号，使安全气囊在不应触发的时候触发（如在正常行驶中误触发），对驾驶员和乘客造成伤害；或者信号丢失导致安全气囊在碰撞时无法及时触发，无法提供有效保护，危及人员生命安全。
事件E2E信息提供（[RS_CM_00224]）
- 要求：通信管理应将接收到事件的E2E信息提供给应用。
- 示例：在车辆的车门状态监测系统中，车门状态传感器将车门开关状态作为事件发送给车辆控制系统。通信管理在接收到事件后，将E2E信息（如数据完整性校验结果、传输状态等）提供给控制系统。如果控制系统接收到车门状态事件但没有E2E信息，当车门状态数据出现错误（如因干扰导致数据错误显示车门未关闭，实际已关闭）时，控制系统无法判断数据的准确性，可能触发错误警报（如提示车门未关闭），干扰驾驶员注意力，影响驾驶安全。
方法传输保护（[RS_CM_00400]）
- 要求：通信管理应使用E2E协议保护方法的传输（对应用透明）。
- 示例：在车辆的远程诊断系统中，车辆向远程服务器发送诊断数据并接收服务器返回的诊断方法（如更新诊断程序、调整参数等）。通信管理使用E2E协议确保数据和方法在传输过程中的安全。如果没有保护，在数据传输过程中可能被窃取或篡改，导致车辆敏感信息泄露（如车辆行驶数据、系统配置等），或者接收到错误的诊断方法，使车辆系统出现错误调整，影响车辆性能和安全性。
方法E2E信息提供（[RS_CM_00401]）
- 要求：通信管理应将接收到方法调用的E2E信息提供给应用。
- 示例：在车辆的自动泊车系统中，当车辆与停车场管理系统进行通信，接收泊车引导方法调用时，通信管理将E2E信息提供给自动泊车系统。如果自动泊车系统没有收到E2E信息，在接收泊车引导指令过程中，无法判断指令是否完整和正确。若指令被篡改（如引导路径被恶意修改），自动泊车系统可能按照错误指令操作，导致车辆碰撞障碍物，损坏车辆，甚至危及人员安全。
服务响应延迟检测（[RS_CM_00403]）
- 要求：通信管理应提供接口，通过监督预定义的响应期限，在客户端检测E2E保护服务响应的延迟。
- 示例：在车辆的车载信息娱乐系统中，当用户通过触摸屏操作请求播放音乐时，信息娱乐系统向音频播放服务发送请求，通信管理开始监督预定义的响应期限（如500毫秒）。如果由于音频播放服务故障或系统资源紧张等原因导致响应延迟超过期限，通信管理检测到延迟并通知信息娱乐系统。信息娱乐系统可以向用户显示提示（如“播放音乐响应延迟，请稍候”），避免用户因长时间无响应而重复操作，导致系统进一步混乱。若没有这种检测机制，用户可能因不知系统状态而频繁点击触摸屏，分散驾驶注意力，增加发生交通事故的风险。同时，在车辆的远程控制系统中，例如远程解锁车门的操作，如果服务响应延迟检测不到位，车主可能在等待解锁反馈无果的情况下，采取其他不当操作（如强行拉车门），损坏车辆门锁或影响车辆安全系统的正常逻辑，甚至可能引发车辆报警系统误判，造成不必要的麻烦和安全隐患。
方法响应E2E信息提供（[RS_CM_00404]）
- 要求：通信管理应将方法响应的E2E信息提供给应用。
- 示例：在车辆的自适应巡航控制系统中，当车辆与前车距离过近时，自适应巡航控制系统向发动机控制单元和制动控制单元发送减速方法请求，并接收它们的响应。通信管理将响应的E2E信息（如数据有效性、是否完整等）提供给自适应巡航控制系统。如果没有这些E2E信息，当发动机控制单元或制动控制单元的响应数据出现错误（如因通信干扰导致减速指令执行结果数据错误），自适应巡航控制系统无法判断数据的准确性，可能做出错误决策，如错误地认为车辆没有正常减速而继续发出更强的减速指令，导致车辆急刹车，影响车内乘客舒适性，在高速行驶时还可能引发后车追尾事故。

更新和配置管理（UCM）

更新失败恢复（[RS_UCM_00008]）
- 要求：UCM应在激活失败时支持恢复机制，确保系统在更新失败后恢复到更新前的状态。
- 示例：在车辆的车载软件系统更新过程中，如地图导航软件更新。如果更新过程中出现错误（如下载数据损坏、更新程序出错等），UCM的恢复机制应使系统回滚到更新前的版本，保证导航软件仍能正常使用。若没有恢复机制，导航软件可能无法启动或出现错误功能，驾驶员在陌生道路上可能因失去准确导航而迷路，增加驾驶时间和风险，尤其是在不熟悉路况或高速公路上行驶时，可能因寻找正确路线而分散注意力，引发交通事故。
软件包一致性检查（[RS_UCM_00012]）
- 要求：UCM应检查传输的软件包的一致性。
- 示例：在车辆的电子控制单元（ECU）软件更新时，更新包从服务器下载到车辆。UCM检查软件包的一致性，包括文件完整性、版本兼容性等。如果下载的软件包在传输过程中被损坏（如部分数据丢失）或与车辆当前系统不兼容（如硬件版本不支持新软件功能），UCM检测到不一致并阻止更新安装。否则，安装损坏或不兼容的软件包可能导致ECU功能异常，如发动机控制单元安装错误软件包后，发动机可能出现抖动、动力下降或无法启动等问题，严重影响车辆性能和可靠性，甚至使车辆在行驶中抛锚，危及行车安全。
意外中断恢复（[RS_UCM_00027]）
- 要求：UCM应能够在意外中断后安全恢复。
- 示例：在车辆进行系统更新时，突然车辆电源中断（如电池电量耗尽或车辆意外熄火）。当电源恢复后，UCM应能够识别更新过程中的中断情况，并采取相应措施，如继续未完成的更新步骤或回滚到更新前的稳定状态。若UCM无法处理这种意外中断，系统可能处于不一致状态，部分更新的文件和未更新的文件混合，导致系统功能混乱，如车辆的安全系统可能因配置文件混乱而失效，在后续行驶中无法正常发挥保护作用，增加车辆发生事故的风险。
更新软件验证（[RS_UCM_00030]）
- 要求：UCM应在激活过程中验证更新的软件，确保软件能成功执行后才宣布激活成功。
- 示例：在车辆的高级驾驶辅助系统（ADAS）软件更新后，UCM要求在实际运行环境中对更新后的软件进行验证，例如进行一系列模拟驾驶场景测试，检查传感器数据处理、决策算法等功能是否正常。如果没有验证机制或验证不充分，更新后的ADAS软件可能存在隐藏错误，在车辆行驶过程中无法正确识别障碍物或做出错误的驾驶辅助决策，如错误地提示驾驶员变道或制动，影响驾驶员对车辆的正常控制，增加碰撞事故的可能性。

经典平台相关模块

看门狗管理器（WDGM）
- 安全完整性级别继承（[RS_SAF_31101]）
  - 要求：看门狗管理器应至少继承平台上运行的任何软件组件的最高安全完整性级别。
  - 示例：在车辆的经典平台中，同时运行着安全关键的制动系统软件组件（如ASIL C级）和非安全关键的灯光控制系统软件组件（如QM级）。看门狗管理器继承制动系统软件组件的安全完整性级别（ASIL C级），对制动系统软件进行严格监控。如果看门狗管理器没有达到相应安全级别，在制动系统软件出现故障（如陷入死循环）时，可能无法及时检测到并采取正确措施（如触发系统复位），导致制动失效，严重危及车辆和乘客安全。
- 存活监测（[RS_SAF_31102]）
  - 要求：看门狗管理器应监测安全相关软件组件、应用程序和模块的存活状态。
  - 示例：在车辆的发动机管理系统中，发动机控制软件是安全相关的，看门狗管理器定期监测其存活状态。如果发动机控制软件因内存错误或程序崩溃而停止运行，看门狗管理器检测到该软件不再“存活”，可以触发相应的恢复机制（如重启发动机控制软件或进入安全模式）。若没有存活监测，发动机可能停止工作，车辆失去动力，在行驶过程中会导致危险情况，如在高速公路上突然熄火，可能引发后方车辆追尾事故。
- 控制流监测（[RS_SAF_31103]）
  - 要求：看门狗管理器应监测安全相关软件组件、应用程序和模块的控制流。
  - 示例：在车辆的自动变速器控制软件中，控制流规定了根据车速、油门踏板位置等条件进行换挡的逻辑顺序。如果软件因干扰或错误修改而偏离正常控制流（如在低速时错误地执行高档位换挡逻辑），看门狗管理器检测到控制流违规，可采取措施（如报警并尝试纠正控制流或触发系统复位）。否则，自动变速器可能出现换挡异常，导致车辆动力传输不稳定，影响驾驶舒适性，严重时可能损坏变速器部件，危及行车安全。
- 期限监测（[RS_SAF_31104]）
  - 要求：看门狗管理器应监测安全相关软件组件、应用程序和模块的检查点之间的持续时间是否在配置的最小和最大时间限制内。
  - 示例：在车辆的安全气囊系统中，有一个任务负责定期检查传感器状态（检查点），规定每10毫秒检查一次。如果看门狗管理器发现两次检查之间的时间超过了20毫秒（最大限制），可能是任务执行延迟或系统出现故障。这可能导致安全气囊系统无法及时响应碰撞事件，在关键时刻无法及时弹出安全气囊，无法有效保护驾驶员和乘客安全，增加人员伤亡风险。
操作系统（OS）
- 内存保护（[RS_SAF_31201]）
  - 要求：操作系统应防止应用程序对其分配内存区域之外进行写访问。
  - 示例：在车辆的电子控制系统中，安全关键的发动机控制应用程序和非安全关键的诊断应用程序同时运行。操作系统确保发动机控制应用程序的内存区域受到保护，防止诊断应用程序因软件漏洞（如缓冲区溢出）意外写入发动机控制应用程序的内存，修改其关键数据（如燃油喷射量设置、点火时间参数等）。若没有内存保护，发动机控制可能出错，导致发动机工作异常，如燃烧不充分、动力下降或熄火，影响车辆正常行驶，在行驶中可能引发安全问题。
- 时间保护（[RS_SAF_31202]）
  - 要求：操作系统应防止任何应用程序的定时故障传播。
  - 示例：在车辆的多媒体系统中，视频播放应用程序出现定时故障（如因解码算法效率问题导致播放卡顿，超过了预定义的播放时间预算）。操作系统应防止该定时故障影响其他应用程序，如车辆的仪表盘显示应用程序，确保仪表盘能正常显示车速、转速等关键信息。如果定时故障传播，仪表盘显示可能出现延迟或错误，驾驶员无法及时准确获取车辆状态信息，影响驾驶决策，增加事故风险。
E2E保护
- 通信错误检测（[RS_SAF_31301]）
  - 要求：通信服务、E2E转换器和E2E库应提供机制，检测软件组件之间信息交换中的错误，考虑ISO标准中列出的所有故障，并将E2E检查结果发布给应用程序。
  - 示例：在车辆的分布式控制系统中，不同ECU之间通过通信网络交换信息，如发动机ECU与变速器ECU之间传输发动机转速和扭矩信息。E2E保护机制检测传输过程中的错误，如数据重复、丢失、延迟、篡改等（如因电磁干扰导致发动机转速数据传输错误）。如果检测到错误，E2E检查结果通知给相关应用程序（发动机控制程序和变速器控制程序），应用程序可以根据错误类型采取相应措施（如请求重传数据、调整控制策略或进入安全模式）。若没有这种检测机制，变速器可能根据错误的发动机转速信息进行换挡操作，导致换挡冲击、动力传输不平稳，影响车辆驾驶舒适性和性能，长期可能损坏变速器部件，危及行车安全。
- 通信故障检测机制配置（[RS_SAF_31302]）
  - 要求：允许集成商配置检测通信故障的安全机制。
  - 示例：在车辆的车联网系统中，根据不同的通信场景和需求，集成商可以配置不同的通信故障检测机制。例如，对于车辆与云端服务器之间的重要数据传输（如车辆位置信息、诊断数据上传等），集成商可以配置更严格的检测机制，如增加数据校验位、采用更复杂的加密算法等，以确保数据的准确性和安全性。而对于车内一些非关键信息（如娱乐系统与手机的蓝牙连接数据），可以配置相对简单的检测机制。这样可以根据实际情况灵活调整通信故障检测策略，在保证系统安全的前提下，优化系统资源利用和性能，提高系统整体可靠性和适应性。如果不能配置，可能导致资源浪费（在非关键通信中使用过度严格的检测机制）或安全漏洞（在关键通信中检测不足），影响车辆系统的正常运行和安全性。

三、规范版本迭代更新历史

需求追踪

文档中的需求追踪部分提供了需求之间的映射关系，明确了各需求的满足来源，便于确认需求的实现情况，确保系统开发符合规范要求，保障系统安全性和功能性的完整性。例如，[RS_Main_00010]“安全机制”这一要求由[RS_SAF_00001]、[RS_SAF_00002]等多个安全相关要求满足，表明这些具体安全要求共同实现了整体安全机制的构建，确保系统在执行、配置、更新等多方面具备相应安全保障，以应对复杂的汽车电子系统运行环境，避免因需求遗漏或错误关联导致系统安全漏洞或功能缺失。

变更历史

R22 - 11版本
- 新增要求：包括[RS_SAF_00007]（恢复失败）、[RS_SAF_10039]（检测数据意外更改）、[RS_SAF_10040]（恢复损坏数据）、[RS_SAF_10041]（检测通信故障机制配置）、[RS_SAF_10042]（检测时间同步违规）等。这些新增要求进一步完善了系统在故障恢复、数据完整性和通信可靠性方面的规范，如在数据处理中，[RS_SAF_10039]和[RS_SAF_10040]的加入使系统能更好地应对数据损坏情况，确保数据准确性和可用性，避免因数据问题导致系统功能异常或安全事故。
- 更改要求：[RS_SAF_10001]（软件组件安全初始化）等多个要求被更改，优化了相关功能的安全规范，如对软件组件初始化机制进行调整，使其更符合系统安全需求，增强系统启动阶段的安全性，防止因初始化不当引发后续运行问题。
- 删除要求：删除了[RS_SAF_21101] - [RS_SAF_21704]等一系列要求，简化了规范内容，去除可能冗余或不适用的部分，使规范更加聚焦于核心安全需求，避免因过多复杂或不必要的要求导致系统开发和维护困难。
R23 - 11版本
- 新增要求：无新增要求，表明该版本主要在已有需求基础上进行优化和调整。
- 更改要求：[RS_SAF_00005]（数据损坏检测）等多个要求被更改，持续改进相关功能的安全规范，如对数据损坏检测的范围或方式进行优化，提高检测准确性和有效性，确保系统能及时发现数据处理和通信中的故障隐患，保障系统数据安全和稳定运行。
- 删除要求：删除了[RS_SAF_21401] - [RS_SAF_21403]等要求，进一步精简规范，提高规范的简洁性和可操作性，避免因过多陈旧或不合理要求影响系统安全规范的实施和维护。
R24 - 11版本
- 新增要求：无新增要求，说明该版本主要侧重于已有需求的稳定和完善。
- 更改要求：无更改要求，显示该版本在需求规范方面保持相对稳定，为系统开发和安全保障提供了可靠的依据，确保相关方在该版本下能依据稳定的规范进行工作，减少因需求变动带来的不确定性和风险。
- 删除要求：无删除要求，维持了规范内容的完整性和连续性，保证了系统安全要求在该版本中的连贯性，有助于系统的持续开发和安全维护，使系统能持续稳定地满足安全规范要求，避免因需求删除导致系统功能缺失或安全漏洞。