Черный седан бесшумно едет по тихой пригородной дороге, водитель тихо напевает рождественские гимны, а автопилот автомобиля управляет вождением. Внезапно вспыхивают красные мигающие огни и звуковые предупреждения, лишая водителя мирной передышки. Они смотрят на экран приборной панели и видят очертания автомобиля, мчащегося к ним в ожидании лобового столкновения, однако фары ничего не видят впереди через лобовое стекло. Несмотря на нелепость, автопилот автомобиля хватает управление и съезжает в кювет. Раздраженный водитель оглядывается по сторонам и не находит других транспортных средств, поскольку приближающаяся опасность исчезает с экрана. Спустя несколько мгновений появляется настоящая угроза — группа угонщиков, бегущая к обездвиженному автомобилю. Кажется, этой сцене суждено стать общей сюжетной линией голливудских фильмов на десятилетия вперед. Но из-за сложности современных автомобильных систем обнаружения это прочно остаётся в области научной фантастики. По крайней мере на данный момент.
Инженеры Университета Дьюка под руководством Мирослава Пажича, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники семьи Дикинсон, и Тингджун Чена, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники, продемонстрировали систему, которую они назвали «MadRadar», предназначенную для обмана автомобильных радаров. поверить, что почти все возможно. Эта технология может скрыть приближение существующей машины, создать фантомную машину там, где ее нет, или даже обмануть радар, заставив его думать, что настоящая машина быстро отклонилась от фактического курса. И он может достичь этого в мгновение ока, не имея каких-либо предварительных знаний о конкретных настройках радара жертвы, что делает его самой серьезной угрозой для радарной безопасности на сегодняшний день. Исследование будет опубликовано на симпозиуме по безопасности сетей и распределенных систем 2024 года, который пройдет с 26 февраля по 1 марта в Сан-Диего, Калифорния.
«Не зная многого о радиолокационной системе целевого автомобиля, мы можем заставить фальшивый автомобиль появиться из ниоткуда или заставить настоящий автомобиль исчезнуть в реальных экспериментах», — сказал Пажич. «Мы создаем эти системы не для того, чтобы кому-то навредить, мы демонстрируем существующие проблемы с нынешними радиолокационными системами, чтобы показать, что нам необходимо фундаментально изменить то, как мы их проектируем». В современных автомобилях, оснащенных вспомогательными и автономными системами вождения, радар обычно используется для обнаружения движущихся транспортных средств перед автомобилем и вокруг него. Это также помогает дополнить визуальные и лазерные системы для обнаружения транспортных средств, движущихся перед автомобилем или позади него.
Поскольку сейчас на типичной автомагистрали используется очень много разных автомобилей, использующих радар, маловероятно, что какие-либо два автомобиля будут иметь одинаковые рабочие параметры, даже если они имеют одну марку и модель. Например, они могут использовать немного разные рабочие частоты или проводить измерения с немного разными интервалами. По этой причине при предыдущих демонстрациях систем спуфинга радаров необходимо было знать конкретные используемые параметры. «Думайте об этом, как о попытке помешать кому-то слушать радио», — объяснил Пажич. «Чтобы заблокировать сигнал или перехватить его с помощью собственной трансляции, вам нужно знать, какую станцию они слушали в первую очередь». В ходе демонстрации MadRadar команда из Duke продемонстрировала возможности созданной ими системы спуфинга радара, которая может точно определять параметры радара автомобиля менее чем за четверть секунды. Как только они будут обнаружены, система может послать собственные радиолокационные сигналы, чтобы обмануть радар цели.
В одной из демонстраций MadRadar посылает сигналы целевой машине, чтобы она заметила другую машину там, где ее на самом деле не существует. Это предполагает изменение характеристик сигнала в зависимости от времени и скорости таким образом, чтобы он имитировал то, как будет выглядеть реальный контакт. Во втором, гораздо более сложном примере, он обманывает радар цели, заставляя его думать об обратном — что проезжающей машины не существует, хотя она на самом деле существует. Это достигается путем деликатного добавления маскирующих сигналов вокруг истинного местоположения автомобиля, чтобы создать своего рода яркое пятно, которое сбивает с толку радарную систему. «Нужно проявлять осторожность при добавлении сигналов в радиолокационную систему, потому что, если вы просто зальете все поле зрения, она сразу поймет, что что-то не так», — сказал Дэвид Хант, аспирант, работающий в лаборатории Паджича. В третьем виде атаки исследователи смешивают два подхода, чтобы создать впечатление, будто существующий автомобиль внезапно изменил курс.
Исследователи рекомендуют автопроизводителям попробовать рандомизировать рабочие параметры радарной системы с течением времени и добавить меры безопасности в алгоритмы обработки для обнаружения подобных атак. «Представьте себе адаптивный круиз-контроль, который использует радар, полагая, что машина передо мной ускоряется, заставляя ускоряться вашу собственную машину, хотя на самом деле она вообще не меняла скорость», — сказал Пажич. «Если бы это было сделано ночью, к тому времени, как камеры вашей машины это поймут, у вас уже были бы проблемы». Исследователи подчеркивают, что каждая из этих демонстраций атак проводилась на реальных радиолокационных системах реальных автомобилей, движущихся со скоростью по шоссе. Это впечатляющий подвиг, учитывая, что если поддельные сигналы радара отклоняются хотя бы на микросекунду, фальшивая точка данных будет сдвинута на длину футбольного поля. «Эти уроки выходят далеко за рамки радарных систем в автомобилях», — сказал Пажич. «Если вы хотите создать дроны, которые смогут исследовать темную среду, например, в поисково-спасательных или разведывательных операциях, и это не будет стоить тысячи долларов, радар — это то, что вам нужно».
