夜中にハイビームで向かってくる馬鹿な車の眩しさを感じたことがあるなら、自動運転車を歓迎するだろう。ただし、重要な「目」の 1 つである LIDAR も盲目にされたり、そこにない物体に反応してしまう可能性がある。
LIDAR (光検出と測距) は、自動運転車の重要な技術です。物体にパルスレーザーを照射し、その反射を照合することで物体までの距離を計測します。
韓国科学技術院（KAIST）のシン・ホチョル氏、キム・ドヒョン氏、クォン・ユジン氏、キム・ヨンデ氏は、LIDARに対する2種類の攻撃、すなわちスプーフィング攻撃と飽和攻撃を実証しました。彼らの研究成果は、国際暗号研究協会（IACR）のプレプリントアーカイブに掲載されています。
彼らの研究は研究室で行われていたが、攻撃による潜在的な被害は深刻であると彼らは書いている。
英国運輸省のデータによると、時速60マイル（約97km/h）で走行する車の制動距離は55mです。制動距離はブレーキをかけるためだけに必要な距離であるため、自動運転車であっても観測した点の信憑性を確認する余裕はなく、直ちに緊急ブレーキをかけるか、回避操作を行う必要があります。このような突然の行動は、周囲の車両を危険にさらすのに十分なものです。
概念実証攻撃の対象となったのは、Velodyne VLP-16 センサーでした。
飽和攻撃は非常に単純です。「LIDAR が使用するのと同じ波長の強い光で LIDAR を照射することで、LIDAR の感知出力内に存在する物体を実際に消去することができます。」
スプーフィング攻撃はさらに複雑でした。4人の研究者はLIDARに錯覚を与えるだけでなく、錯覚を作り出した装置よりも近くに見えるようにしたのです。
これを実行するために、攻撃者は LIDAR の 2 つの特性を悪用しました。1 つはテクノロジ固有の特性であり、もう 1 つは実装に特有の特性です。
LIDARの動作を簡略化した図。画像: IACR論文
LIDARは、カメラのように物体全体を捉えるのではなく、視野内に物体が存在すると推測するのに十分な点群を捉えます（車載コンピューターは、それに基づいて必要なアクションを決定します）。物体を偽装するには、攻撃者はセンサーを物体の点群のように見える光点に反応させるだけで済みます。
屈折を利用する。画像：IACR論文
センサーが単一方向（たとえば、真っ直ぐ前）にのみ反応する場合、攻撃デバイスを車両の進路に配置する必要があるため、スプーフィングはそれほど攻撃とは言えません。
ここで実装の出番です。研究者たちは、Velodyne LIDAR（および多くの類似デバイス）が曲面ガラスでセンサーを保護していることに気づきました。斜めに点群を生成するレーザーは、屈折を利用して点群の「見かけの」方向と距離を変化させることができます。
「攻撃者の方向以外の方向にある偽の点は、検出された点が道路上の方向に応じて異なる意味を持つため、被害者にとって深刻な脅威となる可能性がある」と研究者らは書いている。
研究者らは、2 つ目のスプーフィング攻撃を実証しました。LIDAR から放射されたレーザー パルスをキャプチャし、少し遅延させてから、独自のレーザーを使用して対応するパルスを送り返しました。
この論文では、こうした攻撃からシステムを防御することの難しさも指摘しています。たとえば、認識した点を認証する技術を追加すると、自動運転車の速度が大幅に低下する可能性があります。®
