문. 자율주행자동차에서의 센서 공격에 대한 최신 기술 동향

토픽	자율주행자동차에서의 센서 공격에 대한 최신 기술 동향
도메인	디지털 서비스	중요도	중
참고 문헌	TTA 정보통신용어사전(http://terms.tta.or.kr/main.do) 조효진, “자율주행자동차에서의 센서 공격에 대한 최신 기술 동향”, 주간기술동향, 2022.07.20, pp2-14.

 

문. 자율주행자동차에서의 센서 공격에 대한 최신 기술 동향(2022.07.)

답.

1. ADAS(Advanced Driver Assistance System) 개념 및 특징

가. 개념

  - 자율주행의 기반이 되며, 감지 센서와 GPS, 통신, 지능형 장비 등을 이용하여 주행 중 자동차가 스스로 주변 환경을 인식하고 판단을 내리게 해주는 시스템

 

나. 특징

구 분	설 명
인지 단계	- 센서로부터 데이터를 수집하는 단계로, Radar, LiDAR, Camera 등과 같은 인지 센서들로부터 외부 환경의 정보를 수집하여 가공함
판단 단계	- 인지 시스템에서 수집된 정보들을 통해 상황에 대한 적절한 경로 및 움직임을 결정 - V2X통신과 정밀 지도를 융합하여 정확한 주행정보 계산
제어 단계	- 판단 단계에서 내려진 결정을 실제로 구현하는 단계 - 액추에이터 등을 통해 속도를 조절하거나 방향 제어 및 제동

 

2. 국제 자동차 기술자 협의의 자율주행 기술 분류(6단계)

구 분	제어 주체	주행 책임	설 명
Level 0	인간	인간	- 운전자 항시 주행
Level 1	인간+시스템	인간	- 시스템이 차간 거리 유지 등 보조
Level 2	인간+시스템	인간	- 특정 조건에서 일정 시간 동안 보조 수행
Level 3	시스템	시스템	- 고속도로와 같은 구간에서 주행 담당 - 필요 시 운전자 개입
Level 4	시스템	시스템	- 제한 상황을 제외한 대부분 도로에서 자율주행
Level 5	시스템	시스템	- 운전자 불필요, 시스템이 모든 조건에서 주행 담당

 

3. 자율주행자동차에서의 센서 공격기술 설명

가. Radar 센서 공격

<그림. Radar 센서 공격 개념도>

구 분	설 명
개념	- 레이더 센서는 전자파를 방출하고 수신하는 기본 원리로 작동하여 ToF(Time of Flight) 시간을 측정하여 장애물과의 거리를 측정함
재밍 공격	- 레이더 센서를 통해 탐지된 물체를 테슬라 오토파일럿 시스템에서 사라지게 만듬 - 레이더 센서가 발생하는 같은 주파수 내 76~77GHz(테슬라 기준)을 생성하고 공격을 수행함
스푸핑 공격	- 레이더 센서에서 발생하는 비슷한 무선 신호를 이용하여 스푸핑 공격으로 장애물과의 거리를 주기적으로 변경함

 

나. LiDAR 센서 공격

<그림. LiDAR 센서 공격 개념도>

구 분	설 명
개념	- 고출력의 펄스레이저를 이용하여 물체에 반사되어 돌아오는 레이저 빔의 시간을 측정하여 거리정보를 획득하는 기술
스푸핑 공격	- LiDAR 객체 인식 시스템을 속이기 위한 적대적 모델 생성방법으로 가짜장애물을 통해 자동차의 비상 브레이크를 작동시킴

 

다. Camera 센서 공격

<그림. Camera 센서 공격>

구 분	설 명
ADAS의 팬텀	- 카메라 센서에 의해 탐지된 물체가 실제 이미지인지 빛으로 투영된 가짜 이미지 인지 분류하지 못하게 함
안전성 문제	- 차선 탐지 모듈이 차선을 잘못 인식하도록 가짜 차선을 생성하는 공격 - 사람은 인식하지 못하지만 차선 감지 모듈에 의해 감지되는 최적의 오류주입 기법 적용
더티 로드 공격	<그림. 더티 로드 공격 개념도> - 반자율주행시스템인 Automated Lane Centering 시스템의 오작동 유발 - 도로공사, 자연재해 등의 이슈로 인해 더러워진 도로의 패턴과 유사한 Adversarial example를 생성하여 공격함

 

4. 자율주행자동차에서의 센서 공격기술 연구방향

<그림. 시맨틱 갭 개념도>

- 자율주행자동차의 시스템 모델과 인공지능 모델 사이에는 시맨틱 갭이 존재

- 이러한 시맨틱 갭을 고려하는 센서 공격 및 해당 공격을 방어할 수 있는 보안시스템에 대한 연구 필요