Radarbeelden zijn te manipuleren

Amerikaanse onderzoekers misleiden de radar in voertuigen in real-time om kwetsbaarheden aan te tonen die moeten worden aangepakt.

Stelt u zich voor. U rijdt met uw auto over een rustige weg in de buitenwijken, terwijl u ontspannen naar de radio luistert en de automatische piloot het rijgedrag regelt. Plotseling komen rode lampen en akoestische waarschuwingen tot leven, waardoor u uit uw ontspannen houding wordt gehaald. U kijkt naar het dashboard en ziet de contouren van een auto die op u af rijdt. Het lijkt uit te draaien op een frontale botsing, maar door de voorruit is niets te zien.

Dat weerhoudt de automatische piloot van de auto er niet van om de besturing over te nemen, en u eindigt met de auto in de sloot. Geërgerd kijkt u rond: er zijn geen andere voertuigen in de buurt en het naderende gevaar verdwijnt van het scherm. Even later komt de echte dreiging naar voren: een groep kapers die naar het geïmmobiliseerde voertuig rent.

Deze scène lijkt afkomstig uit een scène uit een Hollywood-film. Maar vanwege de complexiteit van moderne detectiesystemen voor auto's blijft het vooralsnog science fiction. In ieder geval voorlopig.

MadRadar

Technici aan de Duke University in Durham (Noord-Carolina) hebben een systeem gedemonstreerd dat ze 'MadRadar' hebben genoemd. Ze kunnen hiermee radarsensoren in auto's voor de gek houden. De technologie creëert een spookauto (die er dus niet is) en laat de radar denken dat een echte auto snel van zijn werkelijke koers is afgeweken.

De technologie kan de nadering van een bestaande auto verbergen, een spookauto creëren waar er geen is of zelfs de radar laten denken dat een echte auto snel van zijn werkelijke koers is afgeweken. De technologie kan dit in een oogwenk realiseren, zonder enige voorkennis over de instellingen van de radar van het slachtoffer. Hiermee is het de lastigste bedreiging voor radarbeveiliging tot nu toe. Volgens de onderzoekers laat MadRadar zien dat fabrikanten onmiddellijk stappen moeten ondernemen om hun producten beter te beschermen.

Zonder veel te weten over het radarsysteem van een auto kunnen de ontwikkelaars in praktijkexperimenten een nepvoertuig uit het niets laten verschijnen of een echt voertuig laten verdwijnen. Ze benadrukken dat ze deze systemen niet bouwen om iemand pijn te doen. Ze demonstreren de bestaande problemen met de huidige radarsystemen en laten zien dat fabrikanten de manier waarop ze systemen ontwerpen, fundamenteel moeten veranderen.

Parameters

In moderne auto's met ondersteunende en autonome rijsystemen wordt doorgaans radar gebruikt om bewegende voertuigen voor en rond het voertuig te detecteren. Het helpt ook om visuele en op laser gebaseerde systemen uit te breiden om voertuigen te detecteren die voor of achter de auto bewegen.

Er rijden nu zoveel verschillende auto's die radar gebruiken op de snelweg. Het is onwaarschijnlijk dat twee voertuigen exact dezelfde bedrijfsparameters zullen hebben, zelfs van hetzelfde merk en model. Ze kunnen bijvoorbeeld iets andere frequenties gebruiken of metingen uitvoeren met iets andere intervallen. Daarom moesten eerdere demonstraties van spoofingsystemen voor radar weten welke specifieke parameters werden gebruikt.

In de MadRadar-demonstratie liet het team van Duke de mogelijkheden zien van een spoofingsysteem dat ze hebben gebouwd. Het kan de radarparameters van een auto in minder dan een kwart seconde nauwkeurig detecteren. Zodra deze zijn ontdekt, kan het systeem zijn eigen radarsignalen uitzenden om de radar van het doelwit voor de gek te houden.

Demonstraties

In één demonstratie stuurt MadRadar signalen naar de doelauto om deze een andere auto te laten waarnemen waar er eigenlijk geen bestaat (zie het scenario bovenaan). Dit houdt in dat de kenmerken van het signaal op basis van tijd en snelheid zodanig worden aangepast dat het nabootst hoe een echt contact eruit zou zien.

In een tweede en veel ingewikkelder voorbeeld houdt het de radar van het doelwit voor de gek door het tegenovergestelde te denken: dat er geen passerende auto is terwijl er wel een is. Dit wordt bereikt door op subtiele wijze maskeersignalen rond de werkelijke locatie van de auto toe te voegen. Hierdoor ontstaat een beeld dat het radarsysteem in de war brengt.

Bij een derde soort aanval combineren de onderzoekers de twee benaderingen, zodat het lijkt alsof een bestaande auto plotseling van koers is veranderd. Elk van deze aanvalsdemonstraties werd uitgevoerd op echte radarsystemen in echte auto's die met normale snelheid reden.

De onderzoekers geven hiermee aan, dat fabrikanten verstandig moeten zijn bij het toevoegen van signalen aan het radarsysteem. Als een externe factor het gezichtsveld zou overspoelen, zou de radar onmiddellijk moeten weten dat er iets mis is. De onderzoekers raden autofabrikanten aan om de bedrijfsparameters van een radarsysteem in de loop van de tijd willekeurig te maken. Ook zouden ze beveiligingen aan de verwerkingsalgoritmen moeten toevoegen om soortgelijke aanvallen te kunnen opmerken.

Niet alleen in auto's

Deze lessen gaan veel verder dan radarsystemen in auto’s. Ook agribots, AMR's, AGV's en drones kunnen met radar worden uitgevoerd. Systemen die over het algemeen wel met veel lagere snelheden rijden c.q. vliegen. Overigens: als u apparaten wilt bouwen die donkere omgevingen kunnen verkennen (zoals bij zoek- en reddings- of verkenningsoperaties) en die geen duizenden dollars mogen kosten, is radar de juiste keuze.

Foto: Duke University