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量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
人在亦莊，手機卻定位到了東北旺？
可能不是你的手機出了問題，而是遇到了GPS信號欺騙。
那么，問題來了：
全靠傳感器的自動駕駛系統(tǒng)，要是遇上了偽造GPS信號這種攻擊手段，豈不是分分鐘就被帶溝里了？
實踐才能出真知。百度Apollo的工程師最近決定，親自調戲一把無人車，看看自動駕駛系統(tǒng)到底堅挺不堅挺。
用偽GPS信號調戲無人車
在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，通過偽造GPS信號對手機進行干擾，是一種常見的攻擊手段，會導致手機出現(xiàn)定位偏移等情況，導航到錯誤的地點。
市面上主流的GPS欺騙方式是壓制式欺騙，即整個干擾欺騙系統(tǒng)通過生成虛假的導航信號播發(fā)到用戶端GPS接收機，使得用戶端接收機獲得錯誤信號，進而計算出錯誤的位置、速度等信息，以達到欺騙的目的。
這種方式會對自動駕駛車輛的運行造成干擾嗎？
工程師們的具體實驗設置是這樣的：
實驗一：在車內對自動駕駛系統(tǒng)發(fā)起GPS偽信號攻擊
讓自動駕駛車輛正常運行，車端GPS和手機GPS均處在正常狀態(tài)。
車輛行駛過程中，使用GPS欺騙設備對車輛和手機的GPS模塊同時進行攻擊。
可以看到，在車內發(fā)起一段時間的攻擊后，手機端的GPS已經(jīng)“上當受騙”，完全偏離了實際位置。
不過，自動駕駛車輛并沒有像手機那樣“一臉懵逼”，一秒從亦莊被拐到了東北旺。
其GPS定位及路線規(guī)劃均未受到影響，車輛繼續(xù)安全行進。
看來，實驗一，自動駕駛系統(tǒng)安全過關。
實驗二：在車外對自動駕駛系統(tǒng)發(fā)起GPS偽信號攻擊
車內不起作用，從車外干擾能奏效嗎？
研究人員提前在車輛的行駛路線上設置了GPS偽信號干擾路段。
車輛經(jīng)過干擾路段，手機GPS又被帶跑偏了。
但自動駕駛系統(tǒng)依然堅挺，定位和路徑規(guī)劃還是沒有受到影響。
也就是說，實驗結果表明，無論在車內還是車外對自動駕駛系統(tǒng)發(fā)起GPS偽信號攻擊時，自動駕駛車輛的定位及路徑規(guī)劃均未受干擾，不影響車輛正常安全行駛。
看來，通過GPS偽信號攻擊，把自動駕駛車輛分分鐘帶溝里，是不存在的。
三重安全保障
實際上，對于GPS衛(wèi)星來說，它們會同時發(fā)送兩種信號：民用L1（1575.42MHz波段）和軍用L2（1227.60MH波段）等波段信號。
目前，自動駕駛車輛通常使用多模多頻高精度GNSS接收機，能夠同時接收GPS L1和L2信號，也可以接收中國北斗、俄羅斯格洛納斯和歐盟伽利略等信號。
能做到不被偽GPS信號欺騙，Apollo依靠的是三重安全保障。
第一層：算法保障
首先，基于緩存GNSS星歷和當前系統(tǒng)時間，高精度GNSS接收機在熱啟動時能夠對部分歷史GPS欺騙信號進行快速分析與剔除，保證GNSS信號僅來自當前時段。
同時，車載多模多頻高精度GNSS接收機，也接收中國北斗、俄羅斯格洛納斯和歐盟伽利略等信號，基于冗余校驗，對單GPS信號欺騙存在一定的抗欺騙能力。
然后，車端GNSS接收機在接收到GNSS基站差分數(shù)據(jù)后，內部定位引擎算法會完成基站數(shù)據(jù)和本地數(shù)據(jù)的比對、差分校正、定位計算，在經(jīng)過一系列嚴格質量檢查后，輸出厘米級精度的位置輸出。
第二層：多傳感器交叉驗證
其次，GPS（GNSS）位置僅僅是無人車的定位輸入源之一。
當前Apollo定位系統(tǒng)基于GNSS RTK、LiDAR、輪速計和IMU等，依靠多傳感器融合，提升了定位系統(tǒng)的可用性。
同時，在傳感器之間進行交叉驗證，能夠進一步剔除可能被欺騙的、錯誤的GPS位置輸入，保障系統(tǒng)的完好性。
第三層：信息安全主、被動防護措施
最后，Apollo自動駕駛系統(tǒng)在實際部署時，系統(tǒng)會搭載一套信息安全主、被動防護措施，能夠通過分層防御提升網(wǎng)絡攻擊的門檻，同時系統(tǒng)將利用動態(tài)防御體系進行網(wǎng)絡攻擊監(jiān)控并及時阻斷。
這三層安全保障形成了自動駕駛汽車的縱深防御體系，從而提升自動駕駛算法的抗攻擊性，增強了自動駕駛的安全級別。
Apollo自動駕駛開發(fā)平臺
目前，百度Apollo已經(jīng)構建了獨有的開源平臺，開源代碼量超過了56萬行，是全球最大自動駕駛開發(fā)者社區(qū)。
百度Apollo表示，開源的目的，就在于與廣大自動駕駛研究人員、開發(fā)者共同發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，讓自動駕駛系統(tǒng)更加堅固安全。
當然，對于更多普羅大眾來說，沒有比坐一坐更直觀的了。
現(xiàn)在，百度Apollo已經(jīng)在長沙開啟了免費坐模式，想更早看見未來的樣子，可以去長沙試試。
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