本文來源:智車科技

/ 導(dǎo)讀 /

因?yàn)殡娔X容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊,所以自動(dòng)駕駛車輛(AVs)也容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊也就不足為奇了。本文討論了黑客可以用來攻克自動(dòng)駕駛車輛的方法。當(dāng)人們把一個(gè)相互通信的AV車隊(duì)想象成一個(gè)運(yùn)行中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí),汽車被黑客攻擊所帶來的危險(xiǎn)就更加復(fù)雜了。這使得AVs可能更容易受到攻擊,而攻擊的規(guī)模和可能造成的損害規(guī)模都有可能擴(kuò)大。

攻擊者將有機(jī)會最大限度地發(fā)揮其行動(dòng)的影響。在最近的一次金融系統(tǒng)黑客攻擊中,孟加拉國央行在美國紐約聯(lián)邦儲備銀行的賬戶遭黑客攻擊, 被竊 8100 萬美元。當(dāng)攻擊者獲得精確控制權(quán),即使僅是一輛車,最終損害結(jié)果也可能是相當(dāng)嚴(yán)重的。

規(guī)模擴(kuò)大(Scaling out)指的是另一種現(xiàn)象。在攻擊中被利用的AV系統(tǒng)中的缺陷有可能在軟件和硬件中被廣泛復(fù)制。因此,一旦被發(fā)現(xiàn),它們可以顯著放大后果。在某些情況下,受到黑客攻擊的組件可能與自動(dòng)駕駛或網(wǎng)聯(lián)沒有直接關(guān)系——例如,黑客攻擊無線鑰匙來開鎖。在其他情況下,可以利用互聯(lián)功能,例如通過智能手機(jī)監(jiān)控或召喚汽車的能力。最令人擔(dān)憂的是硬件中固有的缺陷,這些缺陷可能會被廣泛復(fù)制,難以修補(bǔ),從而對整個(gè)系統(tǒng)帶來影響。

為什么車輛可能受到攻擊?

原因在于目前車輛各部件之間通信的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式采用CAN協(xié)議,而CAN協(xié)議的設(shè)計(jì)和實(shí)施決策過程中存在一些缺點(diǎn),亦可稱其為“CAN協(xié)議的弱點(diǎn)”。

第一個(gè)缺點(diǎn)是,使用CAN協(xié)議發(fā)送的消息會廣播到連接到CAN總線的所有設(shè)備。因此,任何連接到CAN的設(shè)備都可以接收使用該協(xié)議發(fā)送的每條消息。這可以使惡意設(shè)備或受損設(shè)備捕獲發(fā)送到其他設(shè)備的消息,對其進(jìn)行重新設(shè)計(jì),并將惡意消息發(fā)送到另一個(gè)設(shè)備,指示其采取不必要的操作。

第二個(gè)弱點(diǎn)是CAN協(xié)議易受DoS攻擊。在這種情況下,實(shí)體可以通過CAN不間斷地發(fā)送消息,從而拒絕連接到網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備使用CAN。

第三個(gè)缺點(diǎn)是由于沒有指定的驗(yàn)證字段,因此無法對通過CAN發(fā)送的消息進(jìn)行身份驗(yàn)證。這意味著任何可以訪問CAN的惡意設(shè)備都可以假裝是其他設(shè)備并通過CAN發(fā)送消息。對于通過CAN接收到的此類未經(jīng)授權(quán)的消息,應(yīng)由連接的組件進(jìn)行防護(hù)。

第四個(gè)弱點(diǎn)是通過CAN支持診斷和測試,惡意攻擊者可以利用這些功能對連接到CAN的一個(gè)或多個(gè)組件發(fā)起攻擊。

攻擊者如何訪問車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)?

討論攻擊車輛這一問題必須首先假設(shè)攻擊者已經(jīng)確保了對車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的訪問,并且能夠發(fā)起攻擊。通過回顧一些已經(jīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究,來確認(rèn)攻擊者是否可以訪問車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。

有關(guān)未經(jīng)授權(quán)進(jìn)入CAN總線網(wǎng)絡(luò)的文獻(xiàn)很少,一些研究在深入分析各種車輛ECU的內(nèi)部組織(和互連)的基礎(chǔ)上提出了合理的推測。米勒和瓦拉塞克在2014年拉斯維加斯舉行的黑帽會議上提交了一份研究報(bào)告,從報(bào)告中的分析來看,顯然連接到CAN的ECU沒有很多被黑客攻擊的記錄,并且在許多情況下,有被黑客攻擊歷史的ECU并沒有連接到CAN。這可以解釋為什么黑客入侵車輛以訪問其車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)并不是一種常見現(xiàn)象。然而他們的分析確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一些易受攻擊的ECU與CAN總線網(wǎng)絡(luò)相連的車輛。從理論上講,通過對其中一個(gè)ECU進(jìn)行黑客攻擊,攻擊者可以獲得對CAN總線的未經(jīng)授權(quán)的訪問,然后可以通過CAN執(zhí)行攻擊。

藍(lán)牙ECU、蜂窩網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程通信ECU和信息娛樂系統(tǒng)ECU存在黑客入侵的可能。在2016年以色列網(wǎng)絡(luò)安全公司Checkpoint提出了高通公司生產(chǎn)的某些芯片的四個(gè)缺陷,可以利用這些缺陷完全訪問安裝芯片的設(shè)備。許多先進(jìn)的信息娛樂系統(tǒng)安裝了許多不同的應(yīng)用程序,如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器和媒體播放器,這類軟件以易受攻擊而聞名。這表明攻擊者可以侵入其中一個(gè)ECU以獲得對車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的未經(jīng)授權(quán)訪問,這至少在理論上是可能的。

黑客攻擊自動(dòng)駕駛車輛的主要途徑

我們發(fā)現(xiàn)了黑客可以用來控制AVs的三個(gè)主要途徑。

1) 利用軟件漏洞攻擊自動(dòng)駕駛汽車惡意行為人可以通過侵入車輛的許多電子部件中的一個(gè)來獲得對AV的未經(jīng)授權(quán)的訪問。已知在過去被黑客入侵的電子元件包括信息娛樂系統(tǒng)、藍(lán)牙和蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接。  

2) 通過插入惡意設(shè)備對自動(dòng)駕駛車輛進(jìn)行物理黑客攻擊Koscher等人(2010)已經(jīng)證明,通過將筆記本電腦接入車載診斷–II(OBD-II)端口,可以訪問車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的核心部分([CAN],控制器局域網(wǎng))。一旦攻擊者獲得對CAN網(wǎng)聯(lián)的未經(jīng)授權(quán)的訪問,黑客就可以發(fā)起許多不同的攻擊。 

 3) 入侵自主車輛生態(tài)系統(tǒng)的組成部分

自動(dòng)駕駛車輛生態(tài)系統(tǒng) 在AV生態(tài)系統(tǒng)中,V2I和V2V通信可被利用來發(fā)起網(wǎng)絡(luò)攻擊。V2I和V2V通信可能使用專用短程通信(DSRC)協(xié)議進(jìn)行,該協(xié)議允許中短程無線通信,但眾所周知一些DSRC協(xié)議易受各種類型網(wǎng)絡(luò)攻擊的攻擊,包括拒絕服務(wù)(DoS)攻擊、全球定位系統(tǒng)(GPS)欺騙、重新定義和位置跟蹤導(dǎo)致的隱私損失。5G作為支持V2X通信的一種手段,也可能同樣脆弱,因?yàn)樗�依賴于一些類似的運(yùn)行概念�；�于云的處理和數(shù)據(jù)存儲提供了另一組可能漏洞。與車輛通信的每種方式的特定漏洞都會有所不同,但每個(gè)通信方式都有可能產(chǎn)生漏洞。

黑客攻擊AV生態(tài)系統(tǒng)的例子可能包括針對電動(dòng)汽車充電站的網(wǎng)絡(luò)攻擊,尋求未經(jīng)授權(quán)訪問正在充電的AV。同樣,診斷和維護(hù)站也可能遭到破壞并被用作攻擊的手段。

現(xiàn)有的研究還討論了危害AV制造商使用的OTA更新機(jī)制的攻擊。如果這個(gè)機(jī)制被破壞,那么所有接收到這些更新的AV都將容易受到攻擊。這一廣泛的漏洞擴(kuò)展了易受攻擊車輛及所帶來的危害程度。

攻擊者可能會破壞AVs及其部件的供應(yīng)鏈,或者利用zero-day漏洞,這是一種存在于軟件中的缺陷,當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏洞時(shí)沒有時(shí)間進(jìn)行攻擊預(yù)防。因?yàn)檫@些部件將是AV的重要組成部分,所以每臺自動(dòng)駕駛車輛都是易受攻擊的,這是一個(gè)規(guī)模擴(kuò)大(Scaling out)的有力例子。