Une attaque au laser aveugle les véhicules autonomes, supprime les piétons et déroute les voitures

Une attaque au laser aveugle les véhicules autonomes, supprime les piétons et déroute les voitures

Un schéma de l’attaque, qui peut supprimer les données lidar d’une région devant un véhicule, entraînant un déplacement dangereux du véhicule. Ci-dessous, montrant la suppression des données lidar d’un piéton devant un véhicule, visible en bas à gauche mais invisible en bas à droite. Crédit : Sara Rampazzi/Université de Floride

Les voitures autonomes, comme les conducteurs humains qui les ont précédées, ont besoin de voir ce qui les entoure pour éviter les obstacles et conduire en toute sécurité.

Les véhicules autonomes les plus sophistiqués utilisent généralement le lidar, un dispositif de type radar rotatif qui agit comme les yeux de la voiture. Le lidar fournit des informations constantes sur la distance aux objets afin que la voiture puisse décider des actions à entreprendre en toute sécurité.

Mais ces yeux, il s’avère, peuvent être trompés.

De nouvelles recherches révèlent que des lasers chronométrés de manière experte braqués sur un système lidar qui approche peuvent créer un angle mort devant le véhicule suffisamment grand pour masquer complètement les piétons en mouvement et d’autres obstacles. Les données supprimées font penser aux voitures que la route est sûre pour continuer à avancer, mettant en danger tout ce qui peut se trouver dans l’angle mort de l’attaque.






L’attaque supprime les données dans un cône devant le véhicule, rendant un piéton en mouvement invisible au système lidar dans cette plage. Crédit : Sara Rampazzi/Université de Floride

C’est la première fois que des capteurs lidar sont amenés à supprimer des données sur les obstacles.

La vulnérabilité a été découverte par des chercheurs de l’Université de Floride, de l’Université du Michigan et de l’Université d’électro-communications au Japon. Les scientifiques fournissent également des mises à niveau qui pourraient éliminer cette faiblesse afin de protéger les personnes contre les attaques malveillantes.

Les résultats seront présentés lors du Symposium USENIX Security 2023 et sont actuellement publiés sur arXiv.






L’expérience du monde réel montrant l’effet de l’attaque sur un piéton se déplaçant devant un véhicule équipé d’un lidar. Crédit : Sara Rampazzi/Université de Floride

Lidar fonctionne en émettant de la lumière laser et en capturant les réflexions pour calculer les distances, un peu comme la façon dont l’écholocation d’une chauve-souris utilise les échos sonores. L’attaque crée de fausses réflexions pour brouiller le capteur.

“Nous imitons les réflexions du lidar avec notre laser pour que le capteur ne prenne pas en compte les autres réflexions provenant d’obstacles réels”, a déclaré Sara Rampazzi, professeur d’informatique et de sciences de l’information et d’ingénierie à l’UF qui a dirigé l’étude. “Le lidar reçoit toujours des données authentiques de l’obstacle, mais les données sont automatiquement rejetées car nos fausses réflexions sont les seules perçues par le capteur.”

Les scientifiques ont démontré l’attaque sur des véhicules en mouvement et des robots avec l’attaquant placé à environ 15 pieds sur le bord de la route. Mais en théorie, cela pourrait être accompli de plus loin avec un équipement amélioré. La technologie requise est assez basique, mais le laser doit être parfaitement synchronisé avec le capteur lidar et les véhicules en mouvement doivent être soigneusement suivis pour que le laser pointe dans la bonne direction.

Une attaque au laser aveugle les véhicules autonomes, supprime les piétons et déroute les voitures

Un GIF animé montrant comment l’attaque utilise un laser pour injecter des points de données usurpés au capteur lidar, ce qui l’amène à rejeter les données authentiques sur un obstacle devant le capteur. Crédit : Sara Rampazzi/Université de Floride

“C’est principalement une question de synchronisation du laser avec le dispositif lidar. Les informations dont vous avez besoin sont généralement accessibles au public auprès du fabricant”, a déclaré S. Hrushikesh Bhupathiraj, doctorant à l’UF dans le laboratoire de Rampazzi et l’un des principaux auteurs de l’étude. .

Grâce à cette technique, les scientifiques ont pu supprimer les données des obstacles statiques et des piétons en mouvement. Ils ont également démontré, à l’aide d’expériences réelles, que l’attaque pouvait suivre un véhicule lent à l’aide d’un équipement de suivi de caméra de base. Dans les simulations de prise de décision d’un véhicule autonome, cette suppression de données a amené une voiture à continuer d’accélérer vers un piéton qu’elle ne pouvait plus voir au lieu de s’arrêter comme elle le devrait.

Une attaque au laser aveugle les véhicules autonomes, supprime les piétons et déroute les voitures

L’attaque supprime les données dans un cône devant le véhicule, rendant un piéton en mouvement invisible au système lidar dans cette plage. Crédit : Sara Rampazzi/Université de Floride

Les mises à jour des capteurs lidar ou du logiciel qui interprète les données brutes pourraient remédier à cette vulnérabilité. Par exemple, les fabricants pourraient apprendre au logiciel à rechercher les signatures révélatrices des reflets usurpés ajoutés par l’attaque laser.

“Révéler cette responsabilité nous permet de construire un système plus fiable”, a déclaré Yulong Cao, doctorant du Michigan et auteur principal de l’étude. “Dans notre article, nous démontrons que les stratégies de défense précédentes ne suffisent pas, et nous proposons des modifications qui devraient remédier à cette faiblesse.”


Les véhicules autonomes peuvent être trompés pour “voir” des obstacles inexistants


Plus d’information:
Yulong Cao et al, You Can’t See Me: Physical Removal Attacks on LiDAR-based Autonomous Vehicles Driving Frameworks, arXiv (2022). DOI : 10.48550/arxiv.2210.09482. arxiv.org/abs/2210.09482

Informations sur la revue :
arXiv

Fourni par l’Université de Floride

Citation: Une attaque au laser aveugle les véhicules autonomes, supprime les piétons et déroute les voitures (2022, 31 octobre) récupéré le 31 octobre 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-10-laser-autonomous-vehicles-deleting-pedestrians.html

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