黑客攻击可导致自动驾驶汽车成为交通瘫痪的罪魁祸首 | 智能交通

发布日期:2019-08-23 10:00
将曼哈顿的高峰时段的交通变成噩梦并不需要太多诱因。根据一项新的研究,黑客可以让曼哈顿的高峰时段的交通变得完全停顿,只需要他们在交通高峰时段随机瘫痪道路上大约20%的汽车。



上图中,上半部分描述已经搁浅的自动驾驶汽车并在其车顶上标有红色停车标志。下半部分描述了搁浅的汽车可以在不阻塞所有车道的情况下中断交通,它们成为了其他汽车无法绕过的障碍。

多年来,计算机科学家已经证明他们可以通过互联网远程攻击人工智能自动驾驶汽车。例如,在2015年,两位研究人员表示他们可以通过Sprint的移动网络使用其娱乐系统构建的互联网连接,从远处攻击Jeep的制动器、转向、传输、无线电、空调和雨刷。根据这些例子推断,佐治亚理工学院的物理学家彼得·云克和他的同事想要探讨如果黑客不仅攻击单一汽车而且同时袭击多辆汽车可能会发生什么。

“如果在很短的时间内,整个城市的很多车突然停了下来,堵塞交通怎么办?”Yunker说。

通过计算机模拟,科学家们分析了街道上车辆在不同车道数量下的运动情况,使用已知模型来了解移动车辆通常改变速度或切换车道以响应其他车辆的方式。他们接下来假设一些汽车遭到黑客入侵,阻挡了一些车道。



上图显示了曼哈顿在一天中的不同时间黑客停止了20%的车辆对街道上交通的影响。街道较暗,交通较慢。完全消失的街道陷入僵局,非常微弱的街道几乎无法使用。模拟是保守的,因为它们不会考虑来自堵塞的道路、运输卡车和正常交通障碍物的溢出交通。

利用渗透的数学,科学家们可以根据道路上的汽车数量和由于黑客攻击而停滞的汽车数量,迅速计算出任何道路上的交通是否会停止的概率。他们专注于曼哈顿进行这些模拟,因为有大量数据可用于其流量模式。

研究人员预测,在曼哈顿交通高峰期间随机停止20%的汽车将导致交通完全陷入僵局。

“这不仅仅是你迟到一小时的交通不畅。从A点到B点变得完全走不通。”Yunker说。“你完全被封闭的道路所包围,城市被分割成无数的无法连通的碎片。对于紧急救援人员尤其如此,例如EMT和消防员无法到达目的地以应对紧急情况。“

并非所有在路上的汽车都需要自动驾驶和互联网连接才会导致这种瘫痪。例如,如果曼哈顿道路上所有汽车中有40%是在线和自主的,那么黑客攻击其中一半就足够了。

研究人员指出,其他城市可能遭受更严重的黑客攻击。曼哈顿和芝加哥的街道被安排为网格,使交通更有效率。但是,没有大型网格的城市--亚特兰大,波士顿和洛杉矶等更容易受到这种攻击导致交通完全瘫痪。

Yunker和他的同事警告说,他们只考虑道路被堵塞或没有堵塞的静态情况。使用更具动态人工智能算法模型的进行研究,可能研究结果会显示部分堵塞的道路会将交通阻塞快速蔓延到其他不阻塞的道路上,考虑到这种动态的影响,可能通过停止少于20%的汽车也会导致交通瘫痪。

科学家们希望他们的研究结果将引发大家去讨论如何减轻城市成为这种最坏情况下的牺牲品的风险。例如,Yunker指出,在美国前五大汽车制造商中的每一个都拥有约10%的市场份额。如果其中两家汽车制造商共享相同的安全协议,那么攻击它们可能会导致我们发现的最坏情况。”他说。“另一方面,如果每个公司都有多种安全协议,比方说如果一个汽车制造商为其车辆制定了五种不同的协议 --那么黑客就必须在每种方法中找到漏洞,却只能获得10%的道路车辆控制权。