روش عجیب برای فریب خودرو‌های خودران

همکاری پژوهشگران آمریکایی و ژاپنی نشان داده است که حمله لیزری می‌تواند دید خودرو‌های خودران را کور کند تا موجب حذف عابران پیاده از میدان دید آن‌ها شود و بدین ترتیب افرادی که در مسیر آن‌ها هستند، به خطر می‌افتند.

خودرو‌های خودران به یک نوع سیستم راداری چرخشی به نام LIDAR متکی هستند که به وسیله نقلیه کمک می‌کند تا محیط اطراف خود را درک کند. این فناوری مخفف کلمات Light Detection and Ranging به معنای تشخیص نور و برد است که نور‌های لیزری ساطع می‌کند و سپس بازتاب‌های آن را می‌گیرد تا فاصله بین خود و موانع موجود در مسیر خود را تشخیص دهد.

امروزه اغلب خودرو‌های خودران پیشرفته برای عبور از موانع در مسیر خود به این سیستم متکی هستند. با این حال، همکاری پژوهشگران دانشگاه فلوریدا، دانشگاه میشیگان و دانشگاه ارتباطات الکترونیکی در ژاپن نشان داد که می‌توان این سیستم را با یک سیستم لیزری نسبتاً ابتدایی فریب داد.

نحوه فریب یک خودروی خودران

پژوهشگران از یک لیزر برای تقلید بازتاب‌های LIDAR که حسگر معمولا دریافت می‌کند، استفاده کردند. در حضور سیگنال‌های لیزری، حسگر بازتاب‌های واقعی را که از موانع واقعی می‌آمدند را کاهش داد و در نتیجه آن‌ها را طوری درک کرد که گویی وجود ندارند.

پژوهشگران با استفاده از این روش توانستند داده‌های مربوط به موانع ساکن و همچنین عابران پیاده را حذف کنند؛ بنابراین هنگامی که از فریب لیزری در شرایط آزمایشی در برابر یک وسیله نقلیه خودران استفاده می‌شود، این حمله از کاهش سرعت خودرو در حضور عابر پیاده، کاری که برای انجام آن برنامه‌ریزی شده است، جلوگیری می‌کند.

حمله لیزری از کنار جاده‌ای که خودروی خودران در حال نزدیک شدن بود، انجام شد که بیش از ۵ متر با آن فاصله نداشت.

پژوهشگران همچنین از نرم‌افزار ردیابی دوربین اصلی برای آزمایش‌های خود استفاده کردند و توانستند با استفاده از تجهیزات پیچیده‌تر از فاصله‌ای دورتر آن را تحت تأثیر قرار دهند.

چگونه می‌توان یک حمله لیزری را خنثی کرد؟

این اولین گزارش از فریب سیستم LIDAR برای جلوگیری از شناسایی موانع است. درجه دقیقی از دقت مورد نیاز برای زمان‌بندی سیگنال لیزر به سمت حسگر LIDAR برای فریب آن وجود دارد. یکی از پژوهشگران مرتبط با این مطالعه می‌گوید که با این حال، داده‌های مورد نیاز برای همگام‌سازی این مورد به شکل عمومی در دسترس تولیدکنندگان LIDAR است.

پژوهشگران این آزمایش‌ها را برای کمک به ساختن یک سیستم قابل اعتمادتر برای حسگر‌ها انجام می‌دهند. سازندگان این سیستم‌ها اکنون می‌توانند نرم‌افزار‌های خود را اصلاح کنند تا بتوانند مواردی مانند چنین حمله‌ای را شناسایی کنند و یک سیستم جایگزین برای تشخیص موانع تهیه کنند. از طرف دیگر، سخت افزار نیز می‌تواند در آینده بهبود یابد تا از آن‌ها در برابر چنین حملاتی دفاع شود.

با افزایش خودرو‌های خودران، حمله به سیستم LIDAR راهی ممکن و خطرناک برای گیج کردن خودرو‌ها است، به ویژه زمانی که انسان‌ها دیگر پشت فرمان نیستند. نتیجه چنین حملاتی می‌تواند فاجعه‌بار باشد و باید در مراحل اولیه تلاش کرد تا چنین آسیب‌پذیری‌هایی را به حداقل رساند یا به کلی از بین برد.

نتایج این پژوهش در سمپوزیوم امنیت USENIX ۲۰۲۳ ارائه خواهد شد.