Developing a QRNG ECU for automotive sec — 積穗科研洞察

積穗科研股份有限公司（Winners Consulting Services Co. Ltd.）提醒台灣汽車供應鏈業者：一篇2019年針對量子隨機數生成器（QRNG）電子控制單元（ECU）在真實車載環境測試的研究，揭示了密碼學級別的隨機數生成對汽車通訊安全的關鍵角色——這項發現對正在推進ISO/SAE 21434合規與TISAX認證的台灣Tier 1、Tier 2供應商，具有直接且可操作的參考價值。

關於作者與這項研究

本篇論文由三位來自英國學術與產業交界的研究者共同撰寫。主要作者 Oliver Maynard 是 Crypta Labs 的研究員，該公司專注於為物聯網與車載通訊提供量子隨機數生成器解決方案；共同作者 Nga Nguyen（h-index: 4，累計引用 187 次）在嵌入式系統安全與形式化驗證領域具有相當學術分量；Siraj Shaikh 則是 Coventry University 網路安全中心的資深教授，長期聚焦於自動駕駛與車聯網（CAV）的安全架構研究。

本論文截至撰文時已累計被引用 8 次，雖引用數不高，但引用方向集中在車載加密機制與ECU安全測試方法論，屬於「窄而深」的專業影響力。對台灣企業主管而言，這篇論文的價值不在引用規模，而在於它是少數真正在「真實車輛環境（real-world）」中測試新型加密ECU的早期實驗性研究，提供了具體的測試設計邏輯，值得在評估供應鏈加密機制時作為對照參考。

QRNG ECU：為什麼車載隨機數生成器攸關汽車資安核心

論文的核心命題直指現代汽車資安的一個常被忽視的底層問題：車載電子控制單元（ECU）在進行加密通訊時，其安全強度高度依賴隨機數生成的品質。傳統偽隨機數生成器（PRNG）在計算資源受限的嵌入式環境中，存在可預測性風險，一旦被攻擊者掌握種子值，整個加密架構即可能崩潰。Crypta Labs 針對此問題開發了一款基於量子物理原理的 QRNG ECU 原型，並在本論文中提出一套專為此產品設計的測試方法論。

核心發現一：車載真實環境測試揭露傳統測試方法的盲點

研究團隊發現，在實驗室條件下通過的加密隨機數測試，在真實車輛電磁環境（EMC干擾、電源雜訊、溫度變化）中的表現與預期存在顯著落差。這項發現對台灣 ECU 製造商具有直接啟示：僅依靠台架（bench test）測試通過不足以確保車載加密機制的可靠性，必須在整車整合階段進行實境驗證。這也呼應了 ISO/SAE 21434 第 10 章對於「網路安全確認（cybersecurity validation）」要求的精神——測試情境必須足夠貼近實際使用條件。

核心發現二：QRNG相較PRNG在車載場景的可靠性優勢與方法論挑戰並存

論文確認 QRNG ECU 原型在多項隨機性統計測試（包括 NIST 隨機數測試套件的部分項目）中表現優於傳統 PRNG，但同時坦誠指出：如何將量子隨機源整合至現有 CAN Bus 或乙太網路車載通訊架構，以及如何在不影響即時性（real-time）要求的前提下保持加密強度，仍是待解的工程挑戰。這個誠實的「兩面呈現」正是本論文值得企業主管認真閱讀的理由——它提供的不是行銷式的解決方案，而是一份有方法論完整度的原型測試報告。

對台灣汽車網路安全實務的意義：從加密底層重新審視供應鏈風險

台灣車電供應鏈正面臨三重壓力的交叉點：UNECE WP.29 R155 法規要求整車製造商（OEM）對供應鏈資安進行全生命週期管理；ISO/SAE 21434 標準要求從概念設計階段即納入威脅分析與風險評鑑；TISAX 認證則已成為進入歐系 OEM 供應鏈的實質門檻。在此背景下，本論文提醒我們：加密機制的「底層品質」——也就是隨機數生成的可靠性——往往是威脅分析與風險評鑑（TARA）中被低估的攻擊面。

具體而言，台灣供應商在進行 ISO/SAE 21434 的風險評鑑時，應明確將「加密隨機數生成品質」列為獨立的資產（asset）項目，評估其在 TARA 框架下的可攻擊性。若供應鏈中採用的 ECU 仍依賴傳統 PRNG，且未在整車電磁環境下進行驗證，則在對應 UNECE WP.29 R155 附件 5 的威脅類別時，可能存在未被覆蓋的技術漏洞。此外，歐盟網路韌性法規（CRA）草案指引於 2026 年 3 月 3 日發布，進一步強化了對具網路連接功能產品的加密機制要求，台灣車電出口商應同步關注這一趨勢。

積穗科研如何協助台灣企業將此研究洞見轉化為合規行動

積穗科研股份有限公司（Winners Consulting Services Co. Ltd.）協助台灣汽車供應鏈廠商取得 TISAX 認證，導入 ISO/SAE 21434 標準，符合 UNECE WP.29 車輛網路安全法規要求。針對本論文揭示的加密底層風險議題，我們建議台灣企業採取以下三步驟行動：

1. 將加密隨機數生成納入 TARA 資產清單：在既有的 ISO/SAE 21434 TARA 流程中，明確將 ECU 加密模組的隨機數生成機制列為獨立資產，評估其在真實電磁環境下的失效模式（failure mode），並對應 UNECE WP.29 R155 的威脅類別進行覆蓋度驗查。此步驟建議在 30 天內完成初步盤點。
2. 建立整車環境下的加密機制驗證程序：參照本論文的測試方法論框架，針對供應鏈中承擔加密通訊功能的 ECU，設計涵蓋 EMC 環境、電源波動與溫度變化條件的整合測試計畫，確保測試結果能對應 ISO/SAE 21434 第 10 章的驗證要求，並納入 TISAX 評估文件。
3. 同步評估 EU CRA 對加密元件出口的影響：歐盟 CRA 草案指引強調對具備數位元素的產品（包含車載通訊模組）加強加密機制的合規要求。台灣車電出口商應在 90 天內完成 CRA 影響評估，識別現有產品組合中可能需要強化加密設計的項目，避免未來市場准入風險。

常見問題

車載 ECU 的加密隨機數生成品質，為什麼在 ISO/SAE 21434 TARA 中經常被忽略？

這是一個技術層次較深、容易被系統功能分析「跳過」的風險點。ISO/SAE 21434 的 TARA 流程要求識別所有資產（asset）並評估其潛在威脅，但在實務操作中，工程師傾向將加密通訊「整體」視為一個資產，而忽略其底層子元件——例如隨機數生成器——可能獨立構成攻擊面。本論文的研究證明，在真實車載電磁環境下，傳統 PRNG 的可預測性風險會顯著上升。建議台灣供應商在進行 TARA 時，將加密隨機數生成列為獨立的第三層資產，並評估其在 UNECE WP.29 R155 附件 5 各威脅類別下的覆蓋狀況。

台灣企業在進行 TISAX 認證時，加密機制相關要求的常見不符合項是什麼？

根據實務觀察，TISAX 評估中加密機制最常見的不符合項集中在三個面向：其一，金鑰管理流程未文件化，無法對應 TISAX 資訊安全評估問卷（ISA）中關於「密碼學管理」的要求；其二，加密演算法選型未依循現行標準（如 AES-256 或 ECDSA），仍使用已被標注為脆弱的演算法；其三，加密元件的測試記錄不完整，無法證明其在目標使用環境（包含電磁干擾場景）下的可靠性。本論文提供的整車環境測試方法論，可直接作為第三項不符合項的改善依據，對應 ISO/SAE 21434 第 10 章的驗證文件要求。

TISAX 認證的核心要求與實際導入步驟為何？

TISAX（Trusted Information Security Assessment Exchange）是由德國汽車工業協會（VDA）開發的資訊安全評估框架，核心要求對應 ISO/IEC 27001，並針對汽車產業特性加入原型保護、供應商管理等額外控制項。實際導入分四個階段：第一階段（約 1 至 2 個月）進行 ISA 問卷自評與缺口分析；第二階段（約 3 至 4 個月）依缺口設計並建立管理機制；第三階段（約 1 至 2 個月）進行內部審查與文件整備；第四階段由 TISAX 授權審計機構（如 TÜV、DEKRA）進行現場評估。全程約需 7 至 12 個月，建議與 ISO/SAE 21434 導入專案同步推進以提高資源效率。

導入加密機制強化與 TISAX 合規的成本與效益，台灣中小型供應商如何評估？

對台灣中小型汽車供應商（員工數 50 至 300 人）而言，TISAX 認證的直接成本通常介於新台幣 80 萬至 200 萬元之間，取決於現有資安成熟度與審計範疇。加密機制強化（包含 QRNG 或強化 PRNG 導入）的工程成本視產品線複雜度而異，但通常可在產品改版週期中一併消化。效益面則相對明確：進入歐系 OEM 一級供應鏈通常要求 TISAX Level 2 以上，獲證後可直接解鎖特定採購資格；UNECE WP.29 R155 法規要求 OEM 對供應鏈進行資安管理，未具備可稽核資安機制的供應商在 2025 年後的新車型合作中將面臨實質風險。建議以「認證取得」作為短期目標（12 個月），「機制內化」作為中期目標（24 個月）。

為什麼找積穗科研協助汽車網路安全（AUTO）相關議題？

積穗科研股份有限公司（Winners Consulting Services Co. Ltd.）是台灣少數同時具備 ISO/SAE 21434 標準導入、TISAX 認證輔導與 UNECE WP.29 法規解析能力的專業顧問機構。我們的顧問團隊具備汽車電子工程與資訊安全雙重背景，能夠將學術研究洞見（如本論文的 QRNG 測試方法論）直接轉化為可執行的合規行動計畫。我們協助台灣供應商從 TARA 設計、缺口分析、機制建立到 TISAX 審計準備，提供全程中文輔導，縮短企業學習曲線。我們提供免費初步機制診斷，讓企業在投入正式專案前先了解自身的合規現況與優先行動項目。

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Winners Consulting Services Co. Ltd. (積穗科研股份有限公司), Taiwan's expert in Automotive Cybersecurity (AUTO), draws attention to a foundational yet frequently underestimated risk in vehicle ECU security: the cryptographic quality of random number generation. A 2019 research paper by Maynard, Nguyen, and Shaikh introduces a Quantum Random Number Generator (QRNG) ECU prototype developed by Crypta Labs and rigorously tested in real-world automotive environments—a finding that carries direct, actionable implications for Taiwan's Tier 1 and Tier 2 suppliers pursuing ISO/SAE 21434 compliance and TISAX certification.