汽车科技

“GPS欺骗”如何误导 自动驾驶汽车

2020年11月09日

□新华社记者 彭茜

一辆正常行驶的自动驾驶汽车在30秒内径直蹭上了马路牙子,车载全球定位系统(GPS)、激光雷达等“高精尖”设备竟然全部失效。

这是美国加利福尼亚大学欧文分校研究团队构建的自动驾驶仿真环境测试研究的视频演示结果:一辆自动驾驶汽车的多传感器融合定位方案受到“GPS欺骗”手段攻击,造成车辆失控。这一安全漏洞为近年来加速推进自动驾驶商业化的厂商敲响了警钟。

自动驾驶汽车的安全行驶既依靠对周边障碍物的感知,也依赖全球卫星导航系统对车辆在地图上进行厘米级定位,一旦定位错误,会直接导致自动驾驶汽车冲出路面或驶向错误方向,后果不堪设想。

“GPS欺骗”就是扰乱自动驾驶汽车定位的一种常见攻击手段,这类通过对搭载GPS传感器的终端发送虚假信号的攻击方式在智能手机、无人机、游艇、特斯拉汽车上都曾发生过。调查显示,2016年以来,仅在俄罗斯就发生过9883起“GPS欺骗”攻击事件,影响了1311个民用船只。

领衔该研究的加州大学欧文分校计算机科学博士生沈骏杰日前接受新华社记者采访时说,自动驾驶常用的多传感器融合定位方案某些情况下会出现“接管脆弱”,可使“GPS欺骗”完全控制其定位结果。

研究团队设计了一种被称为“融合撕裂者”的攻击方式,抓住接管漏洞出现的窗口期利用“GPS欺骗”发起攻击。结果显示,在2分钟内自动驾驶汽车有97%的几率偏离车道行驶,91%的几率行至逆向车道上。相关论文已发表在信息安全领域四大顶级会议之一的第29届“USENIX Security”会议上。

在这一仿真环境实验中,研究人员作为“白帽黑客”发起了攻击。沈骏杰说,现实中发起这类攻击的技术门槛并不高,攻击者只需拥有一辆自动驾驶汽车和“GPS欺骗”设备就可实施攻击。市场上一些低端的“GPS欺骗”设备只需200多美元就能买到。

现实中这一攻击的发起者会是谁?“一个可能的动机是出于商业竞争目的。发起‘融合撕裂者’攻击需要有一辆车跟随掌握被攻击车辆的实时位置,如果跟车就是一辆自动驾驶车,那么用激光雷达精确感知周围车辆位置就易如反掌,而自动驾驶企业正具备这一条件。”沈骏杰说。

他表示,如果被攻击车辆偏离路面或出现更严重后果,势必会给研发该车辆的厂商造成十分严重的公关危机,从而使攻击者获得竞争优势。此外也不能排除不法分子利用这一攻击手段进行恐怖袭击、蓄意谋杀等可能性。

近年来,优步、特斯拉等都曾发生自动驾驶汽车因传感器误判或软件系统缺陷等发生事故。沈骏杰建议,可考虑出台统一的自动驾驶安全标准,并提供安全测试环境。中国已建成一些专门用于自动驾驶功能测试的场地,如果在这些场地内加入安全测试环节,如“传感器欺骗”测试等,就可以使路测标准更加规范化。