Autonomous systems such as self-driving cars rely on sensors to perceive the surrounding world. Measures must be taken against attacks on sensors, which have been a hot topic in the last few years. For that goal one must first evaluate how sensor attacks affect the system, i.e. which part or whole of the system will fail if some of the built-in sensors are compromised, or will keep safe, etc. Among the relevant safety standards, ISO/PAS 21448 addresses the safety of road vehicles taking into account the performance limitations of sensors, but leaves security aspects out of scope. On the other hand, ISO/SAE 21434 addresses the security perspective during the development process of vehicular systems, but not specific threats such as sensor attacks. As a result the safety of autonomous systems under sensor attack is yet to be addressed. In this paper we propose a framework that combines safety analysis for scenario identification, and scenario-based simulation with sensor attack models embedded. Given an autonomous system model, we identify hazard scenarios caused by sensor attacks, and evaluate the performance limitations in the scenarios. We report on a prototype simulator for autonomous vehicles with radar, cameras and LiDAR along with attack models against the sensors. Our experiments show that our framework can evaluate how the system safety changes as parameters of the attacks and the sensors vary.


翻译:自动驾驶汽车等自动系统取决于感应器来感知周围世界。必须采取措施防止对传感器的攻击,因为过去几年来,这种攻击一直是一个热门话题。为此,必须首先评估传感器攻击如何影响系统,即如果某些内置传感器受损,系统哪个部分或整个系统将失败,或将保持安全等。 在相关的安全标准中,ISO/PAS/21448涉及公路车辆的安全,同时考虑到传感器的性能限制,但将安全方面排除在范围之外。另一方面,ISO/SAE/21434处理的是车辆系统开发过程中的安全角度,而不是传感器攻击等具体威胁。因此,在传感器攻击下自主系统的安全尚有待解决。在本文件中,我们提出了一个框架,将安全分析作为情景识别的情景分析,以及基于情景的模拟与嵌入的传感器攻击模型结合起来。根据一个自主系统模型,我们查明传感器攻击造成的危险情景,并评估各种情景的性能限制。我们报告一个自动飞行器的原型模拟器,与雷达、照相机和LDAR等传感器攻击性攻击等具体威胁。

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