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萬物聯網帶動OTA需求 技術搭服務配套不可少

文‧黃繼寬 發布日期:2019/01/29 關鍵字:科絡達區塊鏈韌體更新

物聯網風潮大舉擴散,除了各種聯網消費性電子產品需要不斷進行韌體更新,以添加新功能或防堵安全漏洞外,汽車、工業設備走向聯網之後,也出現同樣的需求。有鑑於此,Over the Air(OTA)更新成為一個各家科技業者都必須思考的問題。但由於OTA更新功能不只需要一定的技術能力,更是一個必須長期經營服務,因此硬體業者很難光靠自己的力量發展出符合客戶需求的OTA整體解決方案,也使得專業OTA廠商成為一個進入門檻相當高的新興行業。

科絡達執行長吳柏儀指出,在萬物聯網的風潮帶動下,OTA更新勢必成為大多數聯網裝置都必須支援的功能,從聯網車、產業用設備到消費性電子產品,都需要OTA更新。但OTA其實牽涉到很複雜的技術,而且這項業務本身是個服務,因此進入門檻其實很高。包含科絡達在內,目前全世界也僅有8家專門經營OTA業務的業者。

OTA更新處處是細節
就技術面來說,一般提到OTA更新,業界多半都認為只要透過有線/無線網路把新版本的韌體檔案傳送到目標設備,然後刷新設備上的韌體映像檔,事情就結束了。但OTA更新其實沒有那麼單純,很多硬體設備用來存放韌體的記憶體空間其實很小,因此,OTA的Agent程式碼要寫得非常精簡,這就是一個技術考驗。

此外,檔案壓縮也是OTA的關鍵技術之一,一般硬體設備的韌體更新可能只有數十KB,但如果是車載資訊娛樂系統的更新,因為牽涉到圖資這類大型檔案,因此每次更新的檔案大小可能動輒數百MB,等未來高解析地圖(HD Map)普及後,GB等級的資料更新,將成為家常便飯。但檔案越大,傳輸失敗的機率也越高,如果沒有良好的壓縮技術,OTA失敗的機率會很高。

為了減少需要傳輸的檔案大小,還有一種名為差分更新的技術。例如原本設備上的韌體版本1.0大小為2GB,韌體版本2.0則是4GB,按照一般的OTA思維,就是把4GB的檔案全部下載到目標裝置,然後把韌體刷新到2.0版本。但如果1.0版本跟2.0版本之間有2GB檔案內容是完全重複的,為何要重複傳輸?差分更新就是針對這個問題所發展出來的技術,支援此功能的OTA Agent會掃描跟比對新舊韌體版本間的差異,然後只下載新的檔案,進行部分更新。

最後,對於汽車跟產業/工業類設備,理想的OTA更新必須做到無縫轉移,不能讓設備或車輛為了更新韌體而停止運作。這意味著設備上的記憶體必須切割成兩個區塊,在舊版本韌體持續執行的同時,新版本韌體已經下載並安裝在另一個區塊,安裝就緒並確認無誤之後,設備就可以直接切換到新版韌體繼續運行。保留舊版本備份還有另一個好處,萬一新版本韌體切換過去之後出現問題,設備還可以直接回溯,回去用比較穩定的舊版韌體。

吳柏儀指出,上面所提到的OTA功能,對專業OTA廠商來說都很基本,因為這是車廠、工業設備跟部份消費性電子產品客戶所需要的。但一般來說,半導體廠商提供的OTA方案,大概都只具備最陽春的功能,有些則已經支援記憶體切割這類比較先進的功能,但還是不夠完整。因此,對設備製造商來說,半導體業者提出的OTA方案基本上是不能用的。而這也是像科絡達這種專業OTA廠商能夠生存的利基。

導入區塊鏈提高安全性
展望未來,資安會是所有聯網設備都必須面對的問題。OTA業者身為產業生態系中的一份子,自然也要有所準備。針對資安問題,科絡達的想法是利用區塊鏈(Blocktrain)技術來增加對抗駭客攻擊的防禦能力。

以汽車ECU更新為例,目前的資安防護手段是使用公開金鑰(PKI),只要駭客攻破PKI,就可以任意更新汽車的ECU,這是相當危險的情況。但如果改用區塊鏈,加上所有的車輛都聯網,當一台汽車遇到駭客攻擊,被植入有問題的韌體時,因為Hash值無法跟其他汽車的韌體串接起來,因此受到攻擊的車輛馬上就可以知道自己遭到攻擊,並向後台提出警告,要求提供正常的韌體版本。

吳柏儀透露,以區塊鏈為基礎的汽車OTA更新,目前正在進行概念驗證(PoC),倘若進展順利,很快就會提供給車廠進行測試跟驗證。

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