Byte Study｜激光攻击可使自动驾驶汽车“失明”？

编译 / 刘梦婷

从某些角度来讲，自动驾驶汽车就像人类驾驶员一样，需要观察周围的情况来避开障碍，确保安全驾驶。较为前沿的自动驾驶汽车通常会使用激光雷达，来充当摄像头之外的另一种「眼睛」。激光雷达提供与物体之间距离的实时信息，以便汽车可以决定采取何种安全措施。

但事实证明，这些「眼睛」是可以被欺骗的。

新的研究表明，如果用专用激光照射靠近的激光雷达系统，可以在车辆前方形成一个盲点，大到足以完全隐藏移动的行人和其他障碍物。

而缺失的数据会使汽车认为这条路是安全的，继续行驶，从而有可能撞击盲区内的任何障碍。

（这是研究机构首次发现激光雷达传感器会被激光「欺骗」的漏洞）

目前，佛罗里达大学、密歇根大学和日本电气通信大学的研究人员都发现了这一漏洞。科学家们还提供了可以解决这一缺陷的升级方法，以保护人们免受恶意攻击。

研究结果将在2023年USENIX安全研讨会上发表，并在网上公开。

激光雷达的工作原理是发射激光并捕获反射来计算距离，就像蝙蝠利用回声进行定位一样。然而，激光攻击会制造「假反射」干扰传感器。

领导这项研究的UFL计算机和信息科学与工程教授Sara Rampazzi表示:「我们用激光模拟激光雷达反射，会使传感器忽略来自真正障碍物的其他反射。激光雷达仍然在接收来自障碍物的真实反射数据，但这些数据会自动丢弃，因为传感器只能感知到我们的假反射。」

科学家们分别演示了针对移动车辆和机器人的攻击过程：攻击者位于约15英尺外的路边。（理论上，通过升级设备，可以在更远的距离完成。）这样的攻击所需的技术都是相当简单的，但激光必须完美地与激光雷达传感器同步，并且必须仔细追踪移动车辆，以保持激光指向正确的方向。

Rampazzi实验室的UFL博士生、该研究的主要作者之一S.Hrushikesh Bhupathiraj表示：「这主要是激光与激光雷达设备的同步问题，需要的信息通常可以从制造商处获取。」

利用这项技术，科学家们能够删除静态障碍物和移动行人的数据。他们还通过真实的实验证明，使用基本的摄像头跟踪设备，激光攻击可以跟踪缓慢移动的车辆。

在自动驾驶汽车决策的模拟中，这种数据的缺失导致汽车看不到行人，继续朝着前方加速。

通过更新激光雷达传感器或解释原始数据的软件，可以解决此漏洞。例如，制造商可以教软件寻找激光攻击虚假反射的信号特征。

密歇根大学博士生、该研究的主要作者Yulong Cao表示：「揭示这种问题有助于建立一个更可靠的系统。在研究中，我们证明了以前的防御策略是不够的，提出了应对这一漏洞的修改方案。」

https://news.ufl.edu/2022/11/lidar-attack/#:~:text=Laser%20attack%20blinds%20autonomous%20vehicles%2C%20deleting%20pedestrians%20and,around%20them%20to%20avoid%20obstacles%20and%20drive%20safely.