Laserangreb viser selvkørende bilers sårbarheder
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Laserangreb viser selvkørende bilers sårbarheder

De koreanske forskere narrede en lidar fra Velodyne, som er klodens største producent af de effektive sensorer til brug i blandt andet selvkørende biler. Foto: Velodyne Lidar

En pulsgenerator og laserpointer, der kan anskaffes til den nette sum af 39 kroner og opefter.

Meget mere skal der ikke til, hvis man vil tvinge autopilotsystemet i nogle selvkørende biler eller busser til at bremse hårdt op eller foretage en undvigemanøvre.

Det viser to forsøg udført af et koreansk forskerhold og en irsk sikkerhedsekspert uafhængigt af hinanden.

Skrækscenariet risikerer at blive virkelighed allerede i år, når de første selvkørende minibusser i forsøgsordninger sandsynligvis får lov til at trille ud på de danske veje.

Nogle år senere kommer formentlig den første bølge af selvkørende personbiler. Fælles for stort set alle dem er, at de anvender lidar-sensorer til at sanse verden og dermed orientere sig i trafikken med.

Men lidarer kan let forvirres og blændes. Brugen af disse sensorer udgør derfor et sikkerhedsproblem, advarer forskerne fra Korea Advanced Institute of Science and Technologys i rapporten 'Illusion and Dazzle: Adversarial Optical Channel Exploits against LiDARs for Automotive Applications', som er publiceret i International Association for Cryptologic Research. Bilproducenten Hyundai har støttet forskningen.

Koreanernes forsøg med at forvirre selvkørende biler med lidarer er næsten identisk med et forsøg foretaget i 2015 af Jonathan Petit, som i dag er Senior Director of Research hos Security Innovation.

Han demonstrerede et angreb, hvor en sensor og laser koblet til noget kontrollogik samt en pulsgenerator samlet set emulerede en fodgænger eller en mur foran den selvkørende bil ved at forvirre bilens lidar-sensor, som bruges til at identificere objekter på kørebanen.

Med minicomputeren styres laseren til at sende netop det signal, der kan få bilen til at tro, at en fodgænger, en mur eller en modkørende bilist befinder sig alt fra 250 meter til 2 meter foran sensoren, forklarede Jonathan Petit:

»Jeg kan spoofe tusind objekter og basalt set udføre et ‘denial of service’-angreb på sporingssystemet, så det ikke kan tracke virkelige objekter,« fortalte han om metoden.

Lidar er selvkørende bilers øje

En lidar er kort fortalt en sensor-teknologi beregnet til afstandsmålinger. Den virker ved, at der udsendes laser-pulser med høj frekvens, samtidig med at de enkelte pulser typisk ved hjælp af et spejl drejes ud i forskellige retninger. Den tid, det tager de enkelte pulser at ramme et objekt og blive reflekteret tilbage til laseren, kan bruges til at beregne afstanden.

I relation til selvkørende biler fungerer lidarer altså som bilernes øje, der gør, at de kan sanse verden og vælge en handling. Tesla og AutoX sværger udelukkende til radar og kameraer, men ellers er brugen af lidarer en integreret del af de øvrige bilproducenters forsøg på at fremstille autonome køretøjer.

Sådan udnyttede koreanerne en sårbarhed i lidar-sensorsystemet ved at lave en refraktion - altså ændre lysets udbredelsesretning og udbredelseshastighed. Foto: Korea Advanved Institute of Science and Technology

Thomas Madsen Almdal, projektleder ved Teknologisk Instituts afdeling for robotteknologi, arbejder med brugen af lidarer på droner. Han mener ikke, at angrebene bør gøre os ængstelige over for at stole på lidarer i droner eller personbiler. Men producenterne bør skæve og lære af forsøgene.

»Det er bestemt teknisk muligt – også muligvis med en Rasperry Pi – at konstruere et system, der kan snyde en lidar til at tro, der er en forhindring foran den,« siger Thomas Madsen Almdal.

Læs også: Laser-pen kan blænde Lidar-teknologien i selvkørende biler

»Producenterne af både biler og sensorer bliver nødt til at tænke over de problematikker, der er ved teknologien, og de bliver nødt til at implementere relevante foranstaltninger for at imødegå de problemer, som forsøgene immervæk viser, at der er,« siger han.

Fortsat tiltro til lidarer

Årsagen til den fortsatte tiltro til sikkerheden ved lidarer hænger blandt andet sammen med, at effekten af eksempelvis Jonathan Petits-forsøg afhænger af konfigurationen af lidaren og ikke mindst, hvordan den valgte lidar processerer og klassificerer objekter. Man kan altså ikke være sikker på samme opførsel ved andre konfigurationer af samme lidar eller andre mærker endsige firmware-versioner.

Ifølge sitet Driverless har de koreanske forskerne udnyttet den måde, som Lidars signaler skaber prikker i et cloud-lignende areal, som den selvkørende bils computer (hjerne) bruger til at styre ud fra.

Når bilens sensor opdager prikkerne, opfatter den kunstige intelligens det straks og bruger oplysningerne til at beregne en risiko og foretage en handling.

Læs også: 10 teknologiske tendenser, du bør kende: #2. Lidarer skrumper i pris og størrelse

Forskerne skabte falske prikker ved hjælp af en laserpen, hvor lyset havde samme bølgelængde som bilens lidar-teknologi.

Tilmed var det muligt at blænde lidar-sensorerne ved at udnytte brydningsvinklerne på lidarens optik, så man kunne blænde, selv om man ikke stod vinkelret på bilen – men i en skæv vinkel.

»Lidar-producenterne bør forholdsvist nemt kunne gardere sig«

Thomas Madsen Almdal fremhæver, at bilproducenterne eller lidar-producenterne forholdsvis nemt bør kunne gardere sig. Eksempelvis ved at lave en eller anden form for modulation på laserlysets frekvens, ved at kode det eller lave lignende foranstaltninger for at imødekomme denne form for hackeri.

»Det ville selvfølgelig også kunne brydes og hackes, men det kan meget nemt blive så kompliceret, at der vil være meget få, der ville kunne gøre det. Og måske også gide gøre det,« siger Thomas Madsen Almdal.

Billede fra en patentansøgning, der viser, hvordan Alphabet forestiller sig, at Googles selvkørende biler via selskabet Waymo skal orientere sig på vejen via to lidarer. Alphabet er holdingselskab og konglomerat, som ejer flere selskaber som før var ejet eller skabt af Google. Alphabet ejer også Google selv. Foto: Waymo/Alphabet

Læg dertil, at ligegyldigt hvor meget lidarer vil blive udbredt til eksempelvis selvkørende biler, vil de sandsynligvis aldrig blive de eneste sensorer på bilen.

Så hvis lidaren siger, at der er et objekt foran bilen, vil stereokamera-systemet og radaren nok melde, at kysten er klar, og autopiloten vil tage handling derefter. Når den tid kommer, at der er masser af selvkørende biler på vejen, vil de sandsynligvis også være forbundet af noget V2V-kommunikation, der kan sammenholde information fra flere forskellige biler og afgøre, at laserspoofingen var et lokalt fænomen.

»Det er altså ikke noget, jeg vurderer til at være den store fare, som det er i dag. Men det er bestemt problemstillinger, der skal overvejes og imødegås, før selvkørende biler bliver udbredte på vejene,« siger Thomas Madsen Almdal.

Denne artikel er skrevet før Def Con hacking-konferencen i Las Vegas i Nevada i USA. Den begyndte i slutningen af juni, og Korea Advanced Institute of Science and Technology havde annonceret at præsentere deres lidar-spoof på konferencen.

Ingeniører må være verdens beste og mest ivrige til å påpeke alt som er vanskelig eller umulig. Det er inntrykket jeg igjen med mange fra kommentarfelter! Det er ikke måte på hvilke vanskeligheter autonom kjøring, Hyper Loop etc vil støte på. En skulle tro at en i flere år har studert alt som er umulig på tekniske universiteter og høyskoler (jeg er en av dem!).

Erfaring viser at det meste er mulig, som dagens fly (passasjerfly) som hadde en fantastisk god ulykkesstatistikk i fjor. Eller se på Shinkansen i Japan (høyhastighetstog) som siden 1964 har fraktet 5 milliarder mennesker i opp til 320 km/t. Ikke et menneske er blitt drept grunnet kollisjoner eller avsporinger siden da!

En kan tenke seg et utall scenarier som kunne ha ført til ulykker som snøras eller jordras, jordskjelv, terrorattentater, gjenglemt trailer på jernbaneskinna, aksel og hjulhavari etc, etc.

Mye ny teknologi vil komme og lykkes. Mens vi venter på dem, kan vi kose oss med å diskutere opp og ned, fram og tilbake hvorfor de ikke vil lykkes. Men det viser seg som oftest at utfordringene finner sine løsninger etter hvert!

  • 6
  • 0