CPU性能提升4倍，加入后量子密码学，解读第二代OrangeBox连接域控制器

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）在智能网联汽车的电子电气架构中，连接域控制器是核心组件之一，主要负责管理车辆内外的通信连接功能，整合多种通信模块和协议，实现车辆与外界（如云端、其他车辆、基础设施）以及车内各系统之间的数据交互与协同。

为应对不断提升的信息传输需求，以及量子计算对车载网络安全造成的冲击，恩智浦半导体宣布推出第二代 OrangeBox 车规级开发平台 OrangeBox 2.0，以促进汽车网关与无线技术之间的安全通信。

CPU 性能提升 4 倍

连接域控制器是汽车从传统分布式电子控制单元（ECU）架构向集中式域控制器架构演进的关键环节，尤其在车联网（V2X）、智能驾驶、车载信息娱乐等领域发挥重要作用。其核心功能包括车内网络连接管理、车外通信与联网能力、数据处理与安全防护等。

在数据处理与安全防护方面，连接域控制器需要对海量通信数据进行过滤、加密和优先级管理，确保数据传输的稳定性和安全性，防范网络攻击；还需要支持网络时间同步，保障自动驾驶等对时间敏感场景的精准性。然而，无线通信链路的脆弱性、云端交互的安全风险、跨域渗透与总线劫持，以及量子计算带来的额外安全挑战，让设计人员在构建连接域控制器时面临 “高互联性” 与 “高安全性” 的矛盾。

OrangeBox 2.0 是一个综合性开发平台，集成了 AI 功能、后量子密码学与软件定义网络，构建起强大的防御体系，以应对不断演变的网络威胁。OrangeBox 2.0 整合了可扩展的 i.MX 94 应用处理器和无线连接模块，通过无线连接能够安全实现安全汽车门禁、V2X、Wi-Fi、BLE、UWB，以及车辆与外界之间的蜂窝连接。

与上一代相比，OrangeBox 2.0 的 CPU 性能提升 4 倍，并配备先进的 AI 辅助防火墙技术与集成式 2.5Gbit/s 以太网交换机，实现灵活且安全的网络连接。此外，OrangeBox 2.0 还引入多项创新技术，包括嵌入式 AI 加速、后量子加密支持、ASIL B 功能安全岛，以及软件定义网络。这些技术不仅能有效抵御当前及未来的网络攻击，还能助力汽车向软件定义汽车（SDV）转型。

据介绍，i.MX 94 系列是一款集成了时间敏感网络 (TSN) 交换机的 i.MX MPU，可在工业和汽车环境中通过丰富的协议支持，实现可配置、安全的通信。这也是恩智浦首款支持面向未来的后量子加密技术的芯片。它采用多核设计，在应用程序和实时域中提供高性能和低延迟，并且集成了功能安全岛。同时，设计人员还可以依托 i.MX 94 集成的 eIQ Neutron NPU，实现主动网络安全、车队管理和预测性维护。

为量子计算时代做好准备

量子计算的快速发展对连接域控制器的安全架构构成了系统性威胁，其核心冲击体现在对传统加密体系的颠覆性挑战，以及对未来安全机制的重构需求。

量子计算时代，传统加密体系存在量子脆弱性。例如，Shor 算法通过量子叠加和纠缠特性，可在多项式时间内破解 RSA、ECC 等基于大数分解和离散对数问题的公钥算法，这直接威胁连接域控制器的车云通信密钥交换、V2X 设备认证以及 OTA 升级签名验证等核心功能。

因此，基于格的加密（如 CRYSTALS-Kyber）、超奇异同源（如 SIKE）等后量子算法成为关键替代方案。作为恩智浦首款支持后量子公钥加密的应用处理器，i.MX 94 能够抵抗量子计算机的攻击。其内置的 EdgeLock 安全区域（高级配置）和 EdgeLock 加速器（Prime 版）提供面向未来的高级信息安全功能和高性能，支持后量子硬件信任根。

EdgeLock 是恩智浦 EdgeLock Assurance 保障计划的一部分，此前已有相关报道介绍过这项保障计划在后量子密码学方面的研究。恩智浦半导体全球资深副总裁兼工业及物联网边缘业务总经理 Charles Dachs 在媒体活动上表示，恩智浦在解决方案中都嵌入了安全功能，以防止黑客攻击。由于量子计算具有强大的算力，能够轻易破解传统的加密算法，而恩智浦是全球两家可以提供一整套硬件、软件、云端解决方案的供应商之一。“我们提出了新机制和新算法，能够在量子计算成为现实后抵御此类攻击。”

结语

在智能汽车加速迈向软件定义汽车的关键阶段，恩智浦第二代 OrangeBox 开发平台的推出，不仅是连接域控制器技术的一次跨越式升级，更标志着汽车行业在算力革新与安全防御的双重维度上筑牢了发展根基。4 倍提升的 CPU 性能，为车联网时代海量数据的实时处理与跨域协同提供了强劲动力，而业内领先的后量子密码学支持，则以前瞻性布局为车载网络安全打造了抵御量子计算威胁的 “金钟罩”。