功能安全库的配置检查

功能安全库（如符合 ISO 26262、IEC 61508、ISO 13849 等标准的安全库，常见于车规、工业控制、航空航天领域）的配置检查核心是验证配置是否支撑安全目标（SOT）、满足指定安全完整性等级（ASIL/ SIL）要求、实现故障检测与安全响应，需围绕安全等级适配、故障诊断机制、运行时安全、环境适配、合规性追溯五大维度展开。以下是分模块的核心配置检查项，结合车规 ISO 26262 ASIL D / 工业 IEC 61508 SIL 4 的典型要求细化：

一、安全等级与安全目标适配配置检查（核心前提）

功能安全库的配置需与系统级的安全目标和安全完整性等级（ASIL/SIL）严格匹配，避免 “配置降级” 导致安全等级不满足要求：

安全等级标识配置检查检查库的安全等级配置项：是否明确标识适配的 ASIL/SIL 等级（如 ASIL B/D、SIL 2/4），是否存在 “库配置为 ASIL B 却用于 ASIL D 系统” 的不匹配情况。检查安全等级裁剪配置：若库支持多等级适配，需验证裁剪后的功能是否仍满足目标等级的最低要求（如 ASIL D 裁剪后是否保留故障检测的最高诊断覆盖率）。
安全目标映射配置检查检查库的配置是否映射到系统级安全目标：如 “防止加密算法执行错误导致车辆制动失效” 的安全目标，需验证库是否配置了算法执行结果校验、故障时的安全降级策略。检查安全要求分解配置：库的每个配置项是否对应具体的安全要求（如 “启用 CRC 校验” 对应 “数据传输完整性” 的安全要求），是否存在安全要求未被配置覆盖的情况。
共因故障（CCF）防护配置检查检查是否配置共因故障防护措施：如软件多样化（不同算法实现交叉验证）、硬件隔离（库功能与非安全功能的硬件资源隔离）、时间冗余（同一操作两次执行对比）的配置是否启用。检查CCF 分析结果配置：是否将 CCF 分析中识别的风险点，通过配置项实现防护（如针对 “电源波动导致算法出错”，配置电源监控与故障重试机制）。

二、故障诊断与检测机制配置检查（功能安全核心）

功能安全库的核心职责是检测自身及外部交互的故障，需验证诊断机制的配置是否满足诊断覆盖率（DC） 和诊断测试间隔（DTI） 要求（如 ASIL D 要求 DC≥99%，DTI≤100ms）：

内置自诊断（BIST）配置检查检查库初始化自诊断配置：是否启用启动时的完整性校验（如库代码段 CRC 校验、数据段完整性检查、算法初始化状态验证），配置的校验阈值是否符合安全要求。检查运行时自诊断配置：是否启用周期性的自诊断（如每 10ms 执行一次算法逻辑校验、内存泄漏检测），诊断间隔是否配置为满足 DTI 要求。检查硬件安全模块（HSM/HSE/TPM）诊断配置：若库依赖硬件安全模块，需验证是否配置了硬件模块的健康状态诊断（如 HSM 密钥存储区访问故障检测、硬件加密引擎超时检测）。
输入 / 输出数据诊断配置检查检查输入数据合法性校验配置：是否配置了输入参数的范围、类型、长度校验（如加密数据长度是否为 AES 块大小的整数倍，禁止空指针 / 无效数据传入），校验失败后的处理策略（如返回安全错误码、触发故障报警）是否配置。检查输出数据完整性配置：是否配置了输出数据的 CRC/SHA 校验、签名验证，是否启用输出数据的范围限制（如禁止输出超出安全阈值的计算结果）。
故障检测算法配置检查检查是否启用专用故障检测算法：如奇偶校验、循环冗余校验（CRC）、时间戳验证、算法执行结果交叉对比（软件算法 + 硬件算法结果校验）的配置是否生效。检查故障检测覆盖率配置：是否通过配置项确保故障检测算法覆盖所有关键功能（如加密、解密、签名、验证全流程的检测），诊断覆盖率是否达到目标等级要求。

三、故障响应与安全降级配置检查（故障后的安全保障）

检测到故障后，库需通过配置实现安全响应，避免故障扩散导致违反安全目标，需验证响应策略的配置是否合理：

故障响应策略配置检查检查故障分级响应配置：是否根据故障严重程度配置不同响应策略（如轻微故障：记录日志 + 重试；严重故障：触发安全降级 + 上报系统；致命故障：调用系统安全终止函数）。检查故障上报机制配置：是否配置了故障码上报（如符合 ISO 15031 的故障码格式）、故障日志记录（包含故障时间、类型、位置、处理结果），上报接口是否与系统的安全监控模块对接。检查安全状态保持配置：是否配置故障后库的安全状态（如加密功能故障时，保持现有会话的加密状态，禁止新会话建立），是否防止故障导致库进入不安全状态（如密钥泄露、算法执行错误）。
安全降级策略配置检查检查降级模式配置：是否配置了预定义的安全降级模式（如车规库中，硬件加密模块故障时，切换到软件加密模块并降低算法性能以保证安全；工业库中，控制算法故障时，切换到手动控制模式）。检查降级模式触发条件配置：是否明确配置降级模式的触发阈值（如连续 3 次算法执行失败触发降级，故障恢复后自动恢复正常模式）。
故障存储与追溯配置检查检查故障日志存储配置：是否配置故障日志存储在安全非易失性存储（如 EEPROM、安全闪存），日志是否加密且不可篡改（如使用数字签名保护日志）。检查故障日志读取权限配置：是否配置仅授权工具 / 模块可读取故障日志，防止未授权篡改或删除。

四、运行时安全配置检查（防止运行时风险）

功能安全库的运行时配置需保障线程安全、资源安全、时序安全，避免运行时异常引发安全故障：

线程安全配置检查检查多线程访问控制配置：是否启用互斥锁（Mutex）、自旋锁或原子操作，防止多线程调用库接口时的竞态条件（如同时写入密钥数据）。检查线程优先级配置：若库运行在实时系统（如 AUTOSAR OS、VxWorks），需验证库的线程优先级是否配置为高于非安全线程，确保安全功能的实时性。
资源限制配置检查检查内存使用配置：是否配置库的内存使用上限（如堆内存最大分配量、栈大小），是否启用内存泄漏检测与自动释放机制，防止内存耗尽导致系统崩溃。检查CPU 占用配置：是否配置库的 CPU 占用率上限（如安全功能执行时 CPU 占用不超过 50%），是否启用时序监控，防止库功能执行超时阻塞安全关键任务。检查外设资源配置：若库使用硬件外设（如 CAN FD、以太网），需验证外设资源的访问权限配置（如仅库可访问 HSM，禁止其他模块占用）。
时序安全配置检查检查功能执行超时配置：是否为每个安全功能配置超时时间（如加密操作超时时间 10ms），超时后是否触发故障响应（如终止操作 + 上报故障）。检查实时性配置：是否配置库功能的执行时间满足系统的过程安全时间（PST）要求（如制动系统的 PST 为 50ms，库功能执行时间需≤30ms）。

五、环境与平台适配配置检查（硬件 / 系统兼容性）

功能安全库需与目标硬件平台、操作系统 / 固件兼容，配置需适配底层环境的安全特性：

硬件平台适配配置检查检查芯片安全模块适配配置：如车规库（S32G、TC397）是否配置为匹配芯片的 HSM/HSE/XRDC 模块，是否启用硬件加速（如 AES 硬件加速）而非纯软件实现。检查硬件故障适配配置：是否配置了针对硬件故障的容错机制（如芯片 ECC 校验失败时，库自动切换到备用内存区域）。
操作系统 / 固件适配配置检查检查OS 安全服务配置：若运行在 AUTOSAR OS，需验证库是否配置为使用 OS 的安全服务（如安全任务调度、安全中断处理）；若运行在裸机环境，需检查中断优先级、堆栈配置是否符合安全要求。检查固件版本适配配置：是否配置库与目标固件版本的兼容性，是否禁用与旧固件版本不兼容的安全功能。
通信安全配置检查检查车载 / 工业总线通信配置：如库与外部模块的 CAN FD/Ethernet 通信是否配置了报文校验、加密、身份认证，是否启用总线故障检测（如报文丢失、延迟检测）。

六、合规性与配置管理检查（满足标准追溯要求）

功能安全标准（如 ISO 26262）要求配置的可追溯性、可重复性、可验证性，需验证配置管理的合规性：

配置可追溯性检查检查配置项与安全要求的追溯配置：是否建立配置项与安全要求、测试用例、故障案例的追溯关系（如配置项 “启用 CRC 校验” 对应安全要求 ID：SRS_001，测试用例 ID：TC_001）。检查配置变更追溯配置：是否配置了配置变更的审批流程、版本管理（如 Git/SVN 版本控制），变更记录是否包含变更缘由、影响分析、验证结果。
配置可重复性检查检查编译 / 部署配置的一致性：是否使用固定的编译配置文件（Makefile/CMakeLists.txt）、部署脚本，确保不同环境下的配置一致，避免 “开发环境配置正确，生产环境配置错误”。检查配置参数的固定性：是否将安全关键配置参数（如诊断间隔、故障响应策略）固化为只读，禁止运行时随意修改。
配置验证配置检查检查配置验证策略配置：是否配置了针对每个配置项的验证方法（如静态检查、动态测试、仿真），验证结果是否记录并可追溯。检查合规性文档配置：是否配置库的配置文档符合 ISO 26262 的文档要求（如包含配置说明、安全分析、验证报告）。

功能安全库配置检查的自动化落地

静态配置校验：通过 Python/Shell 脚本读取库的配置文件（.yaml/.ini/AUTOSAR ARXML）、编译脚本，校验安全等级、诊断覆盖率、算法配置等是否符合规则（如禁用弱算法、诊断间隔≤100ms）。
动态配置验证：使用单元测试框架（如 Google Test、CUnit）或安全测试工具（如 Vector CANoe、dSPACE）调用库接口，验证运行时的故障检测、安全降级配置是否生效。
工具集成：使用功能安全分析工具（如 PREEvision、IBM Rational DOORS）实现配置项与安全要求的追溯性检查；使用静态代码分析工具（如 Coverity、Polyspace）检测配置相关的代码漏洞。
合规性审计：结合 ISO 26262/SIL 认证要求，自动生成配置检查报告，包含配置项、预期值、实际值、是否合规、问题整改提议。

综上，功能安全库的配置检查需 “以安全等级为纲，以故障检测与响应为核心，以合规性追溯为保障”，确保每一项配置都能支撑库的功能安全属性，满足行业标准的严苛要求。