Verkehrssicherheit: Laserangriff blendet autonom fahrende Autos
Ein Versprechen von selbstfahrenden Autos ist, dass Sensoren nicht unaufmerksam sind und Gefahren besser erkennen als Menschen. Es zeigt sich aber, dass auch Sensoren abgelenkt werden können.
Ein Team aus den USA und Japan zeigte, dass es möglich ist, Lasersensoren von Autos so zu beeinflussen, dass diese Objekte vor dem Fahrzeug nicht erkennen und mit ihnen kollidieren können. Das Team der University of Florida in Gainesville, der University of Michigan in Ann Arbor und der University of Electro-Communications in der japanischen Hauptstadt Tokio will seine Ergebnisse auf dem Usenix Security Symposium im August 2023 vorstellen. Sie sind bereits als Preprint auf dem Dokumentenserver Arxiv abrufbar(öffnet im neuen Fenster) ist.
Als Angriffsziel suchte sich das Team um die Informatikerin Sara Rampazzi von der University of Florida Lidarsensoren aus. Diese werden wegen des hohen Preises bislang allerdings nur in Oberklassefahrzeugen wie dem Nio ET7 oder der S-Klasse von Mercedes verbaut.
Lidar erfasst Hindernisse
Ein solches Lidar sendet Laserimpulse aus und erfasst die Reflexionen, um Objekte im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und die Entfernungen zu ihnen zu berechnen. Aufgrund dieser Informationen kann das Auto entscheiden, welche Aktionen sicher sind.
Das Team um Rampazzi trickste das Lidar aus, indem es einen Laser auf den Fahrzeugsensor richtete. So wurden falsche Reflexionen erzeugt, die den Sensor verwirren. Auf diese Weise war es möglich, Daten für statische Hindernisse und sich bewegende Fußgänger zu löschen. Das angegriffene Fahrzeug hielt die Straße dann fälschlich für frei, wie ein Video des Teams zeigt(öffnet im neuen Fenster) . Das bedeutet, es würde auf einen dann nicht mehr sichtbaren Fußgänger zufahren, statt anzuhalten.
"Wir imitieren die Lidar-Reflexionen mit unserem Laser, um den Sensor dazu zu bringen, andere Reflexionen, die von echten Hindernissen stammen, zu ignorieren" , sagte Studienleiterin Sara Rampazzi(öffnet im neuen Fenster) . "Das Lidar empfängt immer noch echte Daten von dem Hindernis. Die Daten werden jedoch automatisch verworfen, weil der Sensor ausschließlich unsere falschen Reflexionen wahrnimmt."
Der Laser muss synchronisiert werden
Für einen solchen Angriff muss der Laser jedoch auf den Lidar synchronisiert werden. Das sei aber nicht so schwierig, da die Lidar-Hersteller diese Informationen in der Regel öffentlich zugänglich machten, sagte S. Hrushikesh Bhupathiraj, einer der Hauptautoren der Studie.
Zudem muss der Laser stets in die Richtung des Fahrzeuges zeigen. In Tests zeigte das Team aber, dass dafür ein einfaches System zur Kameranachführung ausreichte. Der Angriff erfolgte aus einer Entfernung vor etwa 15 Metern. Mit einer besseren Ausrüstung könnte der Angriff aber auch aus größerer Entfernung durchgeführt werden.
Das Team zeigt aber auch mögliche Lösungen auf: So könnte beispielsweise die Software, die die Sensordaten verarbeitet, darauf trainiert werden, nach Signaturen der gefälschten Reflexionen zu suchen. "Die Aufdeckung dieser Schwachstelle ermöglicht es uns, ein zuverlässigeres System zu entwickeln" , sagte Yulong Cao, einer der Hauptautoren der Studie. "In unserem Paper zeigen wir, dass die bisherigen Verteidigungsstrategien nicht ausreichen und schlagen Änderungen vor, um diese Schwachstelle zu beheben."