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联网汽车可以说谎,为智能城市带来新的威胁

2019-09-08 06:18:06 来源:环球网
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联网汽车可以说谎,为智能城市带来新的威胁

那一天 - 以及 ,停车标志,护栏甚至路面标记 - 正在 。 在和的承诺的推动下,这些系统已经在美国各地的道路上推出

例如,在开发的已在亚利桑那州和加利福尼亚州的公路上进行了测试,并在和 进行了更广泛的安装。 它允许车辆与交通信号灯共享其实时位置和速度,可用于与实时交通需求协调有效地优化交通时间,从而 。

来自和 ,致力于确保这些下一代运输系统的安全性和免受攻击。 到目前为止,我们发现它们实际上相对容易欺骗。 只有一辆传输假数据的汽车会造成巨大的交通拥堵,而且有几辆攻击车可以共同关闭整个区域。 特别令人担忧的是,我们的研究发现,缺点不在于底层通信技术,而在于的 。

误导一种算法

一般而言,算法意味着接受各种输入 - 例如在交叉路口周围的不同位置有多少辆汽车 - 并计算满足特定目标的输出 - 例如最小化他们在交通灯处的集体延迟。 像大多数算法一样,智能交通信号系统中的交通控制算法 - 绰号“I-SIG” - 假设它得到的输入是诚实的。 这不是一个安全的假设。

现代汽车中的硬件和软件可以通过汽车的诊断端口或进行物理修改,以指示汽车传输虚假信息。 想要破坏I-SIG系统的人可以使用这种方法破解自己的汽车,开车到目标交叉路口并停在附近。

一旦停在交叉路口附近,我们发现攻击者可以利用控制光线的算法中的两个弱点来延长特定交通车道获得绿灯的时间 - 同样,其他车道获得红灯的时间也是如此。

我们发现的第一个漏洞,我们称之为“最后的车辆优势”,是一种延长绿灯信号长度的方法。 该算法着眼于接近汽车,估计汽车线的长度,并确定它认为一条线路中的所有车辆通过交叉路口所需的时间。 这种逻辑有助于系统在每轮光线变化中尽可能多地使用车辆,但它可能被滥用。 攻击者可以指示她的汽车错误地报告加入汽车线很晚。 然后该算法将受到攻击的绿灯保持足够长的时间以使这辆不存在的汽车通过,从而导致绿灯 - 相应地,其他车道的红灯 - 比实际车辆在道路上所需的时间长得多。

我们称之为第二个弱点,即我们发现了“过渡期的诅咒”或“幽灵车辆攻击”.I-SIG算法的建立是为了适应并非所有车辆都能进行通信的事实。 它使用较新的联网汽车的驾驶模式和信息来推断旧的非交通车辆的实时位置和速度。 因此,如果连接的汽车报告它从交叉路口返回很长距离,则该算法将假设有一长串旧车辆在其前排队。 然后系统将为该通道分配一个长绿灯,因为它认为存在长队列,但实际上并非如此。

这些攻击是通过让设备对自己的位置和速度撒谎来实现的。 这与已知的网络攻击方法非常不同,例如将消息注入或未经授权的用户登录。 因此,对这些攻击的已知保护对于撒谎设备无能为力。

一个错误的算法的结果

使用这些攻击中的任何一种或两者相互协调可以允许攻击者在很少或没有交通的情况下向长途通道提供长时间的绿灯,并且向最繁忙的车道提供更长的红灯。 这导致备份增长和增长,最终导致大规模的交通拥堵。

对交通信号灯的这种攻击可能仅仅是为了娱乐或攻击者自身的利益。 想象一下,例如,一个人想要通过更快的通勤来调整自己的交通灯时间,而牺牲其他驾驶员的延误。 犯罪分子也可能会试图攻击红绿灯,以减轻他们逃离犯罪现场或追捕警车的情况。

甚至存在政治或财务危险:一个协调小组可以关闭一个城市的几个关键交叉口并要求支付赎金。 与其他阻挡交叉路口的方式相比,它更具破坏性且更容易逃脱,例如在交通中停车。

由于这种类型的攻击利用了智能流量控制算法本身,修复它需要运输和网络安全领域的共同努力。 这包括考虑我们工作中最广泛的教训之一:交互系统中的传感器 - 例如I-SIG系统中的车辆 - 本身并不值得信赖。 在进行计算之前,算法应该尝试验证他们正在使用的数据。 例如,交通控制系统可以使用其他传感器 - 例如全国已经使用 - 来仔细检查实际存在多少辆汽车。

这只是我们研究未来智能交通系统中新型安全问题的开始,我们希望这些问题既可以发现漏洞,也可以找到保护道路及其驾驶员的方法。

Qi Alfred Chen是博士。 密歇根大学计算机科学与工程专业的候选人。 Z. Morley Mao是密歇根大学电子工程和计算机科学教授。

这篇文章最初出现在 。 阅读原文。

对话

TheConversationLogo_smaller 徽标 照片:The Conversation


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责任编辑:屋庐玖 CN037

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