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Gefahr für autonome Autos: Wie eine Folie Kameras und Lidar täuscht
Forscher aus München fühlen Kamera- und Lidar-Systemen auf den Zahn, um autonome Fahrzeuge besser vor gezielten Manipulationen zu schützen.
Fahrerassistenzsysteme finden sich heute in nahezu allen modernen Autos. Damit hängt die Sicherheit maßgeblich davon ab, ob Computersysteme Sensordaten zuverlässig verarbeiten. Forschende der Technischen Universität München (TUM) untersuchen deshalb, wie sich diese Technik gezielt manipulieren lässt – mit dem Ziel, Fahrzeuge besser vor solchen Angriffen zu schützen.
In der aktuellen Publikation (PDF) zeigt das Team um Sebastian Steinhorst, Professor für Embedded Systems and Internet of Things, sowie den Cybersicherheitsexperten Mohammad Hamad, dass bereits eine kaum wahrnehmbare Folie auf der Sensoroberfläche die Perspektive von Kameras und Lidar-Systemen verändern kann. Dabei nutzen die Forschenden eine Polycarbonatfolie, auf der sich eine mikroskopisch kleine, asymmetrische lineare Prismenstruktur befindet. Sie führt dazu, dass das Licht um 20 Grad abgelenkt wird.
Das Fahrzeug erkennt Objekte und Fahrspuren laut der Studie zwar weiterhin, nimmt deren Position aber falsch wahr. Sie befinden sich tatsächlich weiter links oder rechts als angenommen. Ab einer Verschiebung um mehr als einen Meter kann das dazu führen, dass das Fahrzeug fehlerhafte Entscheidungen trifft und etwa versehentlich in den Gegenverkehr steuert. Bislang bekannte Risiken waren etwa manipulierte Straßenschilder oder unzuverlässige Sensordaten für autonome Fahrzeuge.
Das Team plant, auch Angriffe an realen Fahrzeugen auszuführen. Aktuell erproben die Beteiligten solche Attacken aber zunächst mithilfe digitaler Zwillinge, die das Fahrzeug und dessen Umgebung virtuell abbilden. Das könne helfen, Beeinflussungen kontrolliert, sicher und kostengünstig zu analysieren. Anschließend sollen Angriffsversuche unter anderem im kontrollierten Umfeld am Forschungsfahrzeug Edgar der TUM getestet werden.
Parallel arbeiten die Wissenschaftler daran, schwerwiegende Attacken abzuwehren. Langfristig sollen intelligente Fahrzeuge potenzielle Risiken selbstständig erkennen und angemessen darauf reagieren können. Vorgesehen ist etwa, dass sie notfalls sicher am Straßenrand anhalten und schon vor Fahrbeginn anzeigen, dass die Sensoren nicht einwandfrei funktionieren. Als entscheidend gilt das vor allem, wenn eine menschliche Sicherheitszentrale etwa wegen fehlender Verbindung, knapper Reaktionszeit oder technischer Einschränkungen nicht rechtzeitig eingreifen kann.
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