壹  前言

在現代交通系統中，車聯網(IoV)和V2X技術的結合正逐漸成為智慧交通的核心。隨著自動駕駛技術的發展，車輛之間以及車輛與基礎設施之間的通訊需求日益增加。V2X技術不僅包括車對車(V2V)、車對路(V2R)、車對基礎設施(V2I)、車對行人(V2P)等多種通訊方式，還需要確保通訊的安全性和可靠性。因此趨勢為朝向結合公鑰基礎設施(PKI)技術，以保障通訊的完整性和身份驗證。以下探討V2X-PKI的結合如何構建可信賴的車聯網應用，以及其在未來交通系統中的重要性。[1][2][3][4]

貳  科技發展現況

一、 車聯網技術發展

1. 車聯網的通訊技術主要由專用短程通訊(DSRC)和蜂巢式V2X(C-V2X)兩種技術主導[5]，而C-V2X可運用5G通訊，可依據車聯網通訊標準(SAE J2735、TCROS)的方式進行傳輸。

2. 觀察車聯網的發展，C-V2X技術的加速普及與標準化是核心。全球許多場域積極推動C-V2X的基礎設施建置，美國FCC也已明確將5.895-5.925 GHz頻段分配給C-V2X技術使用，並自2026年起全面停止DSRC的運作，這使得C-V2X成為車聯網通訊的主流。這不僅提升了通訊的可靠性與低延遲，也為更高層級的自動駕駛(L4/L5)提供了關鍵的環境感知能力，例如非視距(NLOS)偵測隱藏危險，以及實現協同駕駛與車隊行駛。

3. 車聯網不僅限於車輛之間的通訊，更強調車輛與路側基礎設施(V2I)、雲端平台(V2N)之間的協同合作，而車路雲一體化的推進是實現智慧交通與智慧城市的關鍵，這使得交通管理者能透過即時數據進行智慧交通管控，提升通行效率，並對交通態勢進行更精準的掌控。例如，智慧路口的發展，能夠提供即時道路交通資訊，實現號誌優化控制，減少壅塞與事故。

4. 觀察相關研究和模擬顯示C-V2X在傳輸方面的優點，例如模擬顯示C-V2X的延遲比DSRC降低了99%以上，並在60%自動駕駛車輛滲透率下使交通衝突減少了38% [6]。雖然DSRC提供不依賴蜂巢式基礎設施的直接通訊，這在偏遠地區很有利[7]，但V2X場景中車輛的快速移動，與用路人數量的增加，導致動態網路拓撲變化和通訊通道高度變化，因此無論採用何種技術，都持續對頻譜資源分配構成挑戰。

特性	DSRC(專用短程通訊)	C-V2X(蜂巢式V2X)
技術基礎	Wi-Fi (IEEE 802.11p)	蜂巢式網路(3GPP LTE/5G)
標準	IEEE 802.11p	3GPP Rel-14/15/16+
延遲特性	低	超低/超可靠低延遲通訊(URLLC)
頻寬/容量	中等	高/非常高
覆蓋範圍	短程(直接)	短程(直接)& 長程(網路輔助)
干擾	低	由蜂巢式網路管理
部署狀態/採用趨勢	已建立試點，部分傳統部署	滲透率快速增長，大規模驗證
主要優勢	不依賴蜂巢式基礎設施，直接通訊延遲低	覆蓋範圍廣，容量高，服務品質保證(QoS)，5G演進具未來性
主要劣勢	範圍有限，部署問題	可能依賴蜂巢式基礎設施，對安全關鍵應用初期延遲擔憂

5. 趨勢漸進的往C-V2X發展，這種轉變不僅是策略性的，其驅動力來自於C-V2X在延遲降低和交通衝突緩解等關鍵領域所展現的技術優勢，另外也從監管層面的推動，例如C-NCAP將V2X納入安全評估[8]，也進一步加速了技術的採用。而C-V2X的廣泛應用也需要基礎設施的支持[9]，現有的DSRC基礎設施需要升級或替換，表示車聯網通訊的未來將與5G等通訊技術演進相關，以及對於大範圍蜂巢式網路覆蓋和容量的需求，即使對於C-V2X中的直接車輛對車輛通訊模式也是如此。

6. 車聯網未來3年發展趨勢：

A. C-V2X的商業化落地與規模化應用：隨著C-V2X前裝率的提升，以及「車路雲一體化」應用試點工作的深入，這將使得更多的車輛能夠利用車聯網技術實現更安全的駕駛、更高效的交通，並催生更多基於V2X的創新服務，例如緊急車輛救援、自動停車導引等應用。也有更多車廠將C-V2X通訊模組作為新車的標準配置，並在不同區域的智慧交通基礎設施建設中扮演核心角色[10]。

B. 網路安全與數據隱私：隨著車聯網的廣泛應用，車輛作為移動數據中心，其網路安全和數據隱私問題日益突顯，將成為關鍵挑戰與發展重點。產業將投入更多資源在建立更強韌的車載網路安全防護機制，以及符合法規的數據管理與隱私保護方案，以確保車聯網生態系統的可靠性與使用者信任。同時，車聯網技術也將持續與智慧城市、能源管理等領域進行跨界融合，實現更廣泛的智慧化應用，例如透過V2X實現碳排放的降低；同時也有更多標準和法規被提出並實施，以確保車聯網數據在收集、傳輸、儲存和分析過程中的安全性[11]。

C. 高階自動駕駛的協同感知與決策： 隨著L3以上自動駕駛車輛的逐步商業化，車聯網將成為其不可或缺的一部分。透過V2X通訊，自動駕駛車輛可以接收來自其他車輛、基礎設施、交通管理中心的即時道路與交通資訊，獲得超出行車視距的感知能力，例如預知前方路口紅綠燈資訊、彎道後方的車輛狀況，甚至能與道路維護車輛進行溝通，大幅提升行車安全與決策精準度[12]。這將加速實現更流暢、更安全的自動駕駛體驗。

D. 座艙與智駕的深度融合：隨著AI、大數據技術的進步，車聯網將不再僅限於提供基礎的連網功能，而是朝向提供個人化、沉浸式的智慧出行體驗邁進，以及全場景服務能力的拓展。這包括了智慧座艙與智慧駕駛功能的無縫銜接，例如駕駛輔助系統(ADAS)與車載多媒體服務的整合、手機與車機的算力共享與生態融合。從純粹的車內聯網服務，逐漸拓展至跨域融合、全場景融合，提供更智慧、更便捷的出行服務，例如車道級精確導航、即時路況更新等。

E. 智慧城市與智慧交通的全面融合： 車聯網將成為智慧城市的重要神經網路，透過車聯網數據，城市管理者可以實現更精準的交通流量控制、公共運輸的智慧排班、緊急救援車輛的優先通行等。例如，智慧路燈可以根據車流和行人情況自動調整亮度，智慧停車系統可以即時引導駕駛至可停放的車位，能夠大幅提升城市運作效率[13]。這種融合不僅僅是技術層面，更是城市治理模式的變革。

二、 V2X-PKI應用情境與效益

1. V2X通訊，無論是基於Wi-Fi的DSRC 還是基於蜂巢式網路的C-V2X，其核心挑戰之一便是如何確保通訊的真實性、完整性和機密性。V2X-PKI正是為了解決此問題而產生，提供了一套完整的數位憑證管理體系，用來驗證參與V2X通訊的各個實體(如車輛、路側單元、行人設備)的身份。

2. V2X-PKI技術主要依循IEEE 1609.2標準(針對DSRC)以及3GPP標準(針對C-V2X)，並涵蓋以下幾個關鍵層面：

A. 憑證簽發與管理: 涉及憑證授權單位(CA)的建立與運作，用於簽發、撤銷和管理數位憑證。這些憑證包含了實體的公開金鑰和身份資訊，用來證明其合法性。為了應對V2X大規模部署的需求，業界陸續研究更高效、具彈性的憑證簽發與更新機制，例如分層CA架構和線上憑證狀態協定(OCSP) [14]

B. 訊息簽名與驗證: 每個V2X訊息在發送前都會使用發送者的私鑰進行數位簽名，接收者則使用發送者的公開金鑰來驗證簽名。這確保了訊息在傳輸過程中未被篡改(完整性)，並確認了發送者的身份(真實性)[15]。為此，必須確保私鑰的安全儲存和使用，通常透過硬體安全模組(HSM)或安全元件(SE)實現。

C. 隱私保護: V2X通訊會傳送大量的地理位置和行為數據，因此隱私保護至關重要。V2X-PKI透過使用假名憑證(Pseudonymous Certificates)來解決此問題。每個車輛會被分配多個短期有效、不與真實身份直接關聯的憑證，並定期更換，以防止長期追蹤和剖析使用者行為[16]。

D. 互通性與全球標準化: 隨著全球V2X部署的加速，確保不同廠商、不同國家V2X系統之間的互通性變得日益重要。標準化組織如ISO、ETSI、SAE等正積極推動V2X-PKI的全球標準化，以實現無縫的跨區域通訊與安全驗證[17]。

3. 車聯網結合V2X-PKI的應用情境與效益

A. 防範惡意攻擊與假冒: 在緊急煞車警告、十字路口碰撞警告等V2X應用中，PKI能有效驗證訊息來源的真實性，防止惡意攻擊者發送虛假訊息，引發誤判或交通事故[18]。例如，在一個繁忙的十字路口，一個受信任的交通號誌可以發送精確的燈態資訊，而配備PKI的車輛可以驗證其合法性，進而結合車流量判斷調整時制計劃，優化交通流並減少等待時間。

B. 提升自動駕駛安全性與可靠性: 高等級自動駕駛對感知資訊的準確性要求極高。V2X-PKI確保了車輛從其他車輛或路側單元接收到的數據是真實且未被篡改的，這對於協同感知、編隊行駛等應用至關重要[19]。

C. 增強使用者隱私保護: 透過假名憑證機制，在確保通訊安全的同時，避免了個人身份的長期追蹤，提高了使用者對V2X技術的信任度。

D. 支撐智慧交通管理: 交通管理中心可以信任從車輛和路側單元接收到的數據，用於交通流量優化、應急車輛優先通行、智慧停車引導等。PKI確保了這些數據的來源可靠性，為更高效的智慧交通系統提供基礎。

E. 實現安全支付與服務: 在車輛內進行支付(例如停車費、充電費)或訂閱服務時，V2X-PKI可以提供安全的身份驗證和交易簽名，確保交易的合法性和不可否認性 [20]。

4. V2X-PKI發展安全憑證管理系統，需遵循TCROS 2024與「國內車聯網資安憑證管理指引」，建立依循IEEE1609.2、IEEE1609.2.1標準，以及符合標準之技術建議。在導入使用的情境，初期可採取RSU離線匯入憑證之驗證機制，將號誌資訊透過路側設備(RSU)結合憑證簽章(手動下載)，以短距離通訊(PC5)發布至車載設備(OBU)，提供用路人燈態等資訊。而此技術可延伸應用於虛擬RSU，發展線上自動申請與匯入憑證之驗證機制，將號誌資訊經5G行動網路推送至用路人APP，有利於拓展車聯網應用範圍。

參  結論

未來的汽車產業將由電動車、軟體定義汽車和自動駕駛汽車塑造，而且也持續在提高安全性和減少碳排放方面推動各類的技術演進。汽車將深度整合到車聯網中，實現車輛、基礎設施和智慧城市系統之間的無縫通訊，這種程度的互聯互通將增強導航、改善交通管理，並為個人化的車載體驗創造新的機會[21]。

5G 連線的整合可支援即時數據共享，而V2X通訊的進步將提高道路安全和效率，這些互聯系統將把汽車轉變為動態的資訊和互動中心，為用路人和乘客提供更便利和安全的交通環境。V2X-PKI作為車聯網安全與信任的基石，正持續演進並帶來顯著的應用效益，它是智慧交通系統大規模部署的關鍵技術，為未來的交通發展奠定堅實基礎。隨著技術的進一步發展，V2X-PKI將在提升道路安全、優化交通效率和拓展創新服務方面發揮不可或缺的作用。

車聯網與V2X-PKI技術的結合，為智慧交通系統提供了安全可靠的通訊基礎，並在提升交通安全和效率方面發揮重要作用。透過應用如號誌燈態發布、路口事件警示、旅行者資訊通知、緊急車輛優先號誌等功能，車聯網不僅提高了道路安全和通行效率，還具備節能減碳的效益，促進智慧城市的建設。

(V2X：Vehicle-to-Everything、RSU : Roadside Unit、OBU : On Board Unit、V2V：Vehicle-to-Vehicle、V2R：Vehicle-to-Roadside、V2I：Vehicle-to-Infrastructure、V2P：Vehicle-to-Pedestrian、V2N：Vehicle-to-Network、PKI：Public Key Infrastructure、DSRC：Dedicated Short-Range Communications、C-V2X：Cellular Vehicle to Everything、TCROS：Taiwan C-ITS Roadside Open Standards、NLOS：None Line of Sight、URLLC：Ultra-Reliable and Low Latency Communications、ADAS：Advanced Driver Assistance Systems、CA：Certificate Hierarchy、OCSP：Online Certificate Status Protocol)

肆  參考文獻