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交通

米国でテスト中のインテリジェント信号システム、1台の車が偽造データを送信するだけで渋滞を引き起こせる 23

ストーリー by hylom
まあそうなるよね 部門より
headless曰く、

米運輸省では交通渋滞を緩和するため、道路側ユニット(RSU)と車路間(V2I)通信機能を搭載する自動車(CV: Connected vehicle)を組み合わせたインテリジェント信号システム(I-SIG)のテストを複数の都市で実施している。しかし、1台の自動車から細工したデータを送信するだけで大幅な遅延を引き起こすことが可能になるという(論文PDFRegister)。

I-SIGでは交差点の直進と左折、計8方向について青信号の最短時間と最長時間が設定されており、RSUがCVから受信したメッセージ(BSM)に含まれる位置・速度情報などを使用して遅延(交差点到着から通過までの時間)が最小になるよう信号の切り替え計画を立てる。計画に用いられるCOPアルゴリズムは動的計画法を応用したもので、決定段階(交差する道路の一方が青信号になるセットが1段階)の数に制約はないのだが、現在はRSUのパフォーマンスが低く、決定までの時間も限られるため、2段階の設定になっているそうだ。

その結果、青信号の継続時間上限ぎりぎりに交差点へ到着する自動車(最後の自動車)の優先度が高くなり、これを装ったBSMを送信することで必要以上に青信号の時間を延長することが可能となる。CV浸透率100%を想定した交通シミュレーターによる実験では99.8%で攻撃(遅延の発生)に成功し、平均68%の遅延が発生したとのこと。I-SIGを使用することで遅延が26.6%減少するとされるが、攻撃を受けることでI-SIGなしの場合よりも悪化することになる。決定段階を5段階まで増加させると攻撃成功率は84.7%となり、発生した遅延は平均9.3%となっているが、それでもI-SIGの効果は大幅に損なわれる。

また、CV浸透率が100%となるまでには25~30年かかるとみられており、現在は移行段階としてCVから受信したデータをもとに非CVの位置・速度を予測するEVLSアルゴリズムが併用されている。EVLSでは信号待ちで停止しているCVの位置情報をもとに行列の長さを予測するため、実際の最後尾から離れた位置に停止しているように装ったBSMを送信することで、COPアルゴリズムをだまして優先順位を変更させることが可能だ。こちらは決定の段階が増えると長期にわたる最適化が行われるので、行列の後ろに停止している車が何度も攻撃を受ける可能性がある。シミュレーションでは5段階設定で200%近い遅延が発生している。交差点付近に設けられる左折レーンは短いため、左折しようとする車があふれて直進レーンがふさがれ、渋滞が発生する現象もみられたとのこと。

シミュレーションは周囲のCVがブロードキャストするBSMを受信し、クアッドコアのノートPCで5秒以内に攻撃を決定することを想定している。攻撃を実行する車は実際に道路を走る必要はなく、交差点付近に駐車したままでいい。研究者はこの結果から、実際の自動車の存在を確認するセンサーの導入や、RSUのパフォーマンス向上などが必要だと述べている。

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  • by manmos (29892) on 2018年03月14日 15時06分 (#3376170) 日記

    CVだけ(CV:Connected Vehicle)と説明があって
    RSUやV2I、BSMの元が無い?

    RSUはroad side unitだろうと理解したが、V2Iはvehicle to なんだろう?ってInfrastructureか。

    それはさておき、小学校くらいの時、早朝父親の車で御堂筋を走ると、順番に変わっていく信号を見て、「速度の制御と渋滞の緩和をやってるんだ」って教わったことを思い出した。

    あと、大阪にアメリカの大統領とか(ようしらんけど)来たときに、その移動車が信号で止まらないように全部青にする制御をしたので、えらく渋滞になったことも思い出した。「東京って、こんなん毎回か。大変やなぁ」って。

    • by shibuya (17159) on 2018年03月14日 15時12分 (#3376175) ホームページ 日記

      >信号で止まらないように全部青

      『神様家族』(ライトノベル小説およびTVアニメ)の主人公みたいに
      神様に愛されているのだなあ。

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    • by Anonymous Coward

      順番に変わっていく信号を見て、「速度の制御と渋滞の緩和をやってるんだ」

      一方神奈川では、目の前の信号が青に変わるとその先の信号が黄色に変わっていくのであった……。
      「暴走防止」らしいけど、昼間とかだと燃料を無駄遣いさせてるだけとしか思えない。

      • by Anonymous Coward on 2018年03月14日 17時08分 (#3376253)

        一方神奈川では、目の前の信号が青に変わるとその先の信号が黄色に変わっていくのであった……。
        「暴走防止」らしいけど、昼間とかだと燃料を無駄遣いさせてるだけとしか思えない。

        私の印象だと、急加速すれば青色に間に合うタイミングなので、暴走を推奨しているのかと思っていたよ。

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    • by Anonymous Coward

      RSUはご指摘の通り。
      V2Iはvehicle-to-infrastructure
      BSMはBasic Safety Messageのことで日本でいうところのITS Connect(車車間・路車間通信)に相当します。

    • by Anonymous Coward

      首相が首相官邸を出る時、首相官邸前の信号を手動で毎度操作してるって聞いてるけど。
      陛下の御意には反するが、皇居周囲の信号にも、同様な機能はあるそうな。(あまり露骨に使うと、陛下が苦情を発せられるとの事)

      # 一部の踏切や空港のタキシングなら今でも手動か。

      • by manmos (29892) on 2018年03月15日 10時07分 (#3376713) 日記

        全部青信号にするのは、むしろ襲撃に対する防備と聞いたことあります。

        まあ、アメリカの大統領(ようしらんけど)だったらさもありなんと。戦車並の車を持ち込むわけですし。

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  • by nemui4 (20313) on 2018年03月14日 16時00分 (#3376201) 日記

    テスト序盤なら性善説前提でのシステム設計でもおかしくはないと思うけど。
    最初から偽造データ耐性を調べる予定だったなら、システム側にその対策を盛り込んでるはずだけど、それが十分じゃなかったってことかな。

    今回の実験で、自動車側から送信される情報は信頼性が乏しいのがわかったんだから、それは無視するか参考程度にして観測できた情報だけでコントロールする方向に行くんすかね。

    • by Anonymous Coward

      車車間通信のシステムとその応用は結構昔から研究されていますけど
      耐妨害とかをターゲットにした研究は少なかったような印象です

      車車間通信ではありませんが、こっそりgoogleは渋滞情報収集にユーザーを利用しているので
      このあたりどうにかすると興味深いことが起きるかもしれませんね
      # 道路真っ赤にできるかな

      • by 90 (35300) on 2018年03月14日 22時24分 (#3376469) 日記

        いよいよ成熟してきたってことなのかもしれないですね、今までがV2Xの実現自体に関する検討ばかりだったとすると。

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      • by nemui4 (20313) on 2018年03月14日 16時20分 (#3376210) 日記

        >車車間通信ではありませんが、こっそりgoogleは渋滞情報収集にユーザーを利用しているので

        収集情報に誤りは付き物だけど、故意に偽情報を混ぜられた場合どこまで対応できるのか興味深い。
        性善説のもとに、ガチガチの仕様に従って構築されたシステムだととんでもないことが起きるんかな。

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          今回の場合には偽情報ではありますが、「青信号の継続時間上限ぎりぎりに交差点へ到着する自動車」なんて存在してもおかしくないわけですよね。
          「実際の最後尾から離れた位置に停止している」っていうのもあまり離れすぎて手前の信号よりさらに前だったり道の上から外れてたりしたら撥ねられるでしょうから、実際より車が多かったら現実にあり得る位置だと思われます。

          ということはレアケースではあっても現実に起こる可能性のある状態を送信した結果、渋滞が起きたってことじゃないでしょうか、これ?
          まあ、たぶんこんな情報が送信される状況では既にひどい渋滞が起きているんでしょうけれど。

          • by nemui4 (20313) on 2018年03月14日 18時23分 (#3376317) 日記

            なるほど、今回のテストでそういう状況下だとこのままでは対応できないのが分かって良かったかも。

            >まあ、たぶんこんな情報が送信される状況では既にひどい渋滞が起きているんでしょうけれど。

            親コメント
      • by Anonymous Coward

        徒歩や自転車で移動中のAndroidスマホのデータを誤認するんでしょうけど、深夜にありえない場所に渋滞の赤ラインが出てることはしょっちゅうですね

  • by Anonymous Coward on 2018年03月14日 15時16分 (#3376176)

    今だって位置がうまく送受信できなくて川の上や住宅の真ん中を地図で示してることがあるのに
    自動運転や渋滞情報は良く誤情報でも壊れないもんだね

  • by Anonymous Coward on 2018年03月14日 15時38分 (#3376192)

    SUBARUのアイサイトのようにステレオカメラで画像認識したほうが確実性とかパフォーマンスとかよくなる気がするんだけど。。。

  • by Anonymous Coward on 2018年03月14日 16時02分 (#3376203)

    ハッカー(と呼ばれるクラッカー)が出てくるフィクションで、信号機のシステムに介入して交通を妨害するのとかあったよね。
    あれが現実的になるってことなんだろうか。

    • by Anonymous Coward

      ダイハード4.0であったなあ。
      当時はそんなん可能なのかよと思ってたけど

    • by Anonymous Coward

      そしてIT後進国の日本だけがハッキング不可能のまま生き残れたのであった

      • by Anonymous Coward

        日本の(少なくとも都市部の)信号は外部から制御可能になってるところが結構ある。
        やんごとなき人の移動とかみたことないんだろ。
        さっさと祖国へ帰れ。

        • by Anonymous Coward

          外部というか警察署のセンターで中央制御だよ。
          センターへ外部から侵入はできない(物理的に繋がってない)から、ハッキングは不能だね。

          信号機に繋がってる線を物理的に乗っ取るならその信号機だけは奪えるかも。

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クラックを法規制強化で止められると思ってる奴は頭がおかしい -- あるアレゲ人

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