一周之前，特斯拉 Autopilot 再次被黑客全面攻陷。

全面攻陷，顧名思義，就是車輛最核心的駕駛功能，都被沒有車鑰匙的黑客，通過一部電腦掌控了。甚至于，這一次的破解，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用一個(gè) XBOX 手柄即可操控 Autopilot。

這一次的破解，依然來自騰訊安全旗下的科恩實(shí)驗(yàn)室——之所以說依然，是因?yàn)榭贫鲗?shí)驗(yàn)室同時(shí)還是世界上第一個(gè)成功破解 Model S/X Autopilot的團(tuán)隊(duì)——這一次破解的固件版本是 2018.6.1，理論上在這個(gè)固件版本之前的特斯拉車型都有可能中招，但特斯拉去年其實(shí)已經(jīng)第一時(shí)間修復(fù)了這個(gè)漏洞。

不過，科恩實(shí)驗(yàn)室這一次已經(jīng)取得了足夠大的進(jìn)步——2016 年 9 月他們第一次破解 Model S/X 的時(shí)候，固件版本遠(yuǎn)要比現(xiàn)在落后官方進(jìn)度很多。

所以，馬斯克也特意發(fā)了條推特，稱贊中國黑客團(tuán)隊(duì)的能力——Solid Work（干的不錯(cuò)）。

雖然漏洞早已修復(fù)，但今天的硬核時(shí)間，我們還是可以探討一下，破解一輛智能電動(dòng)汽車標(biāo)桿，到底要運(yùn)用什么基本原理。

電動(dòng)星球注：本文寫作素材來源于 1 號(hào)科恩實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的安全白皮書，大家可以在公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)“科恩報(bào)告”下載英文原文，我也不知道為什么一個(gè)中國團(tuán)隊(duì)沒有中文報(bào)告…

一張圖片，怎么就逼瘋了 Model S 的雨刮？

催眠要由淺入深，我們先從不需要太多黑客知識(shí)的部分講起。

上面的視頻里，第一項(xiàng)破解測試是針對(duì) Autopilot 天氣識(shí)別功能的。在視頻中，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)一張?zhí)囟ǖ膱D片時(shí)，被測試的 Model S 75 即使處于完全晴朗的室內(nèi)環(huán)境中，也錯(cuò)誤地開啟了雨刮。

這張圖片看上去非常印象派，可為什么就能破壞特斯拉科學(xué)至上的攝像頭呢？

我們得回到最初的起點(diǎn)——特斯拉前攝像頭獲取的圖像，是如何轉(zhuǎn)化為開啟雨刮的信號(hào)的？

事實(shí)上，特斯拉把自動(dòng)雨刮這一功能在前置攝像頭的功能權(quán)重里面踢得相當(dāng)高——甚至達(dá)到了第一高。前置攝像頭在獲取前方圖像之后，Autopilot ECU 會(huì)第一時(shí)間判斷“前面是不是在下雨，要不要開啟雨刮”，第二時(shí)間才會(huì)判斷“前面是不是有別的情況，要不要?jiǎng)x車/減速/繼續(xù)走”。

科恩實(shí)驗(yàn)室提取了 2018.6.1 固件里面有關(guān)自動(dòng)雨刮的操作代碼，代碼明確顯示“判斷是否下雨”，是 ECU 獲取前攝像頭圖像信息之后的第一任務(wù)，看得懂的可以看代碼，看不懂的可以跳到下一段：

在接收到判斷天氣狀況的要求之后，ECU 會(huì)基于專門搭建的深度計(jì)算模型——對(duì)，你沒聽錯(cuò)，特斯拉專門給“會(huì)不會(huì)下雨”搭建了一個(gè)額外的模型——開始預(yù)測開啟雨刮的必要性，一旦必要性超過閾值，就會(huì)自動(dòng)打開雨刮。

總結(jié)一下就是，特斯拉自動(dòng)雨刮的開啟，實(shí)際上是依賴前置攝像頭的圖像捕捉，以及深度學(xué)習(xí)引擎的預(yù)測所達(dá)成的。想要擾亂自動(dòng)雨刮的功能，就必須要從兩者其中一個(gè)下手。

科恩實(shí)驗(yàn)室選擇了擾亂特斯拉的深度學(xué)習(xí)引擎。

這里要提及一個(gè)深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的概念——Adversarial Examples，對(duì)抗樣本。

我們?cè)?jīng)在上上上周的硬核時(shí)間講過（對(duì)，我上周放了一期鴿子~），深度學(xué)習(xí)的過程，其實(shí)就是通過比較不同場景對(duì)判斷的影響程度，模仿人類做判斷的過程。人類做出判斷的對(duì)錯(cuò)可以被外界條件干擾，那么深度學(xué)習(xí)自然也可以，對(duì)抗樣本就是這么出現(xiàn)的。

拿谷歌第一次發(fā)表的對(duì)抗樣本做例子（科恩實(shí)驗(yàn)室同樣在報(bào)告中引用了這個(gè)例子）：在給谷歌的圖片搜索引擎輸入一張正常熊貓圖片的時(shí)候，搜索引擎認(rèn)為這張圖片是熊貓的可信度為 57.7%，于是正常地將這張圖片識(shí)別為“熊貓”。

可是在對(duì)這張熊貓圖片的圖層加入干擾信息之后，在人類眼前顯示出來的圖片依然是一只熊貓，但是搜索引擎卻判斷出這張圖片有99.3%的可能是一只長臂猿，于是給你推薦了一堆猴子。

同理，科恩實(shí)驗(yàn)室在對(duì)一張地下停車場的圖片加入干擾信息之后，盡管從特斯拉系統(tǒng)中調(diào)取出來的圖像沒有任何變化，但是預(yù)測分支的結(jié)果顯示，下雨的可能性已經(jīng)從 1.13%狂飆至 82.04%——你的雨刮要開始跳舞了。

如果看到這里你已經(jīng)開始害怕某一天黑客會(huì)把你的雨刮停掉，讓你在雨中失去視野出車禍，我可以給你下個(gè)定心丸——因?yàn)樵谛旭傔^程中，前置攝像頭得到的畫面是動(dòng)態(tài)的，也就意味著黑客幾乎無法實(shí)時(shí)控制圖片變量，只能用窮舉法——不斷輸入相同的干擾信息，直到某一個(gè)瞬間成功為止。

但這意味著黑客需要一直和你的車保持相當(dāng)?shù)木嚯x，有能力破解 Autopilot 的黑客，估計(jì)不會(huì)愿意付出這么大成本對(duì)付單一的個(gè)人。

同樣的對(duì)抗樣本原理，被應(yīng)用到了視頻的第二部分：在測試道路某一個(gè)位置布下白點(diǎn)之后，開啟車道保持功能的 Autopilot 作出了錯(cuò)誤的決策，直接把車輛送進(jìn)了錯(cuò)誤的車道。

特斯拉其實(shí)也針對(duì)車道保持功能設(shè)計(jì)了專門的深度學(xué)習(xí)模型，在這里不作展開，只談療效。

科恩實(shí)驗(yàn)室目前通過添加干擾圖片能做到的，已經(jīng)包括消除車道、增加車道兩種效果。也就是說，在沒有明確畫線的地方，可以讓你的 Autopilot 誤以為前方有畫線，而在有明確劃線的地方，可以讓 Autopilot 覺得自己像是來到了一望無際的大草原。

特斯拉官方對(duì)這兩個(gè)漏洞的回應(yīng)是，由于針對(duì)攝像頭實(shí)時(shí)信息添加干擾的可能性幾乎不存在，所以這兩個(gè)漏洞不會(huì)修補(bǔ)。

先別害怕，實(shí)際上這兩個(gè)漏洞，并不能嚴(yán)格意義上成為漏洞，而應(yīng)該是深度學(xué)習(xí)引擎的“思維盲區(qū)”，即使特斯拉沒有針對(duì)對(duì)抗樣本優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型，隨著固件的不斷升級(jí)，Autopilot 軟件的判斷能力也會(huì)不斷提升，對(duì)抗的成本也會(huì)不斷加大，直至不會(huì)有人挑戰(zhàn)深度學(xué)習(xí)的準(zhǔn)確性。

黑客遙控你的特斯拉就像打游戲一樣

在科恩實(shí)驗(yàn)室破解特斯拉 Model S 視頻的最后一部分，技術(shù)人員演示了如何用 XBOX 手柄強(qiáng)行干預(yù)開啟 Autopilot 中的 Model S 75。整個(gè)過程當(dāng)然沒有玩現(xiàn)實(shí)版 GTA5 的刺激，更多的應(yīng)該是特斯拉車主們的冷汗。

這個(gè)也是破解特斯拉車輛的最終關(guān)卡——奪取車輛最高控制權(quán)，通俗點(diǎn)講就是ROOT。

科恩實(shí)驗(yàn)室用了一張圖來解釋手柄和控制車輛行駛之間的關(guān)系，相當(dāng)簡單，但也相當(dāng)程序員：

第一眼看去，這張圖似乎在說：能夠用手柄開特斯拉，是因?yàn)樘厮估?AP2.5 硬件給了黑客機(jī)會(huì)，特斯拉黑和自動(dòng)駕駛黑們可以高潮了。但實(shí)際上，獲取方向盤最高權(quán)限的秘密，來自于圖片右邊的 EPAS——Electric P

另外，EPAS 最初是由鈴木在 1988 年率先在量產(chǎn)車 Cervo 上應(yīng)用的， 1990 年本田 NSX 跟上，隨即開啟了電動(dòng)助力的時(shí)代，所以要怪應(yīng)該怪鈴木。

那么黑客們是怎么通過 EPAS 控制車輛行駛的呢？

我們還是要回到最初的起點(diǎn)——先來看一看 Autopilot 硬件 2.5 的構(gòu)成，如下圖所示：

要理解今天文章的這一部分，我們只需要將眼光集中在那個(gè)叫做 LB 的模塊上。LB 全稱是 Lizard Brain（蜥蜴腦），是當(dāng)代汽車負(fù)責(zé)協(xié)調(diào) CAN 總線與汽車其他 ECU 工作的協(xié)處理芯片。

作為可能是最照顧讀者感受的未來汽車媒體，這里提一嘴 CAN 總線究竟是個(gè)啥：CAN 是控制器局域網(wǎng)絡(luò) Controller Area Network 的簡稱，是博世開發(fā)的國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11898），應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，CAN 總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線。

簡單點(diǎn)說，CAN 總線就是人體內(nèi)連接各個(gè)部位的神經(jīng)，而LB就是神經(jīng)的交通中樞（不是處理中樞哦）。

在特斯拉的車輛里，EPAS 的 CAN 總線與底盤的 CAN 總線封裝在一起，并獨(dú)立于 Autopilot 硬件之外，也就是說，即使獲得了 Autopilot 的控制權(quán)，黑客也還是要繼續(xù)攻破單獨(dú)的 EPAS 總線，才能獲得車輛的控制權(quán)，不然就只能是單純的把車輛搞壞。

根據(jù)以上的代碼，如果想要攻入 EPAS 總線，黑客就必須通過 LB 的總線，與 EPAS 取得聯(lián)系。通過 AP 硬件內(nèi)的 APE2LB_CAN 總線，黑客可以搭建起 AP 硬件和 LB 的橋梁，進(jìn)而掌握 EPAS 的控制權(quán)。

還有一點(diǎn)：在特斯拉的車輛結(jié)構(gòu)中，當(dāng)車輛處于 ACC 或者 APC（自動(dòng)泊車）模式時(shí)，掌握轉(zhuǎn)向大權(quán)的，是DSCM（Das Steering Control Message，目前沒有官方的翻譯，大家有道/百度/字典一下吧）。

由于篇幅有限，就直接上結(jié)果吧，科恩實(shí)驗(yàn)室也同樣破解了特斯拉的 DSCM，目前能夠破解的程度是：

1. 當(dāng)車輛完全停車的時(shí)候，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以被全方位接管。

2. 當(dāng)車輛處于 ACC 模式時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以沒有任何速度限制地被遙控。

3. 當(dāng)車輛處于倒擋模式時(shí)，AP 硬件會(huì)將黑客的操作視為 APC 模式，可以接管，但速度會(huì)限制在 8 公里的時(shí)速。

不同于針對(duì)深度學(xué)習(xí)的對(duì)抗樣本攻擊，科恩實(shí)驗(yàn)室在攻破漏洞的第一時(shí)間知會(huì)了特斯拉，特斯拉也表示今年的系統(tǒng)更新已經(jīng)修補(bǔ)了這個(gè)漏洞。

扯遠(yuǎn)一點(diǎn)：科恩實(shí)驗(yàn)室為什么這么牛 X？

早在 3 年前，科恩實(shí)驗(yàn)室就已經(jīng)成為了世界上第一個(gè)入侵特斯拉車載信息系統(tǒng)的安全團(tuán)隊(duì)：包括在停車的過程中控制汽車遮陽板，信號(hào)燈，座椅，顯示屏，門鎖，擋風(fēng)玻璃雨刷器，反光鏡，汽車后備箱，甚至在行車過程中控制剎車。

2018 年 5 月，科恩實(shí)驗(yàn)室成功找出了寶馬車載信息系統(tǒng)的21個(gè)漏洞，并由此獲得了寶馬頒發(fā)的寶馬集團(tuán)數(shù)字化及IT研發(fā)技術(shù)獎(jiǎng)。

更有意思的是，2018 年 6 月 15 日，科恩實(shí)驗(yàn)室?guī)椭迯?fù)了360安全瀏覽器的一個(gè)嚴(yán)重漏洞，而就在 6 月 10 日，360 阿爾法安全團(tuán)隊(duì)也幫助科恩實(shí)驗(yàn)室修復(fù)了會(huì)影響騰訊旗下軟件產(chǎn)品的 Chrome 內(nèi)核漏洞。

蟹老板曾經(jīng)專訪過科恩實(shí)驗(yàn)室的老大呂一平，以及兩位外國傳奇黑客 Miller 和 Valasek，想看專訪全文的可以后臺(tái)回復(fù)“科恩”查看。

雖然不是科恩的成員，但是Miller 和 Valasek 的事跡相當(dāng)有代表性。

他倆曾經(jīng)在 2015 年利用克萊斯勒 Uconnect 車載系統(tǒng)的漏洞重新刷入了帶有病毒的固件，并向 CAN 總線發(fā)送指令控制汽車，最終迫使菲亞特克萊斯勒集團(tuán)在全球召回了 140 萬輛車進(jìn)行返廠升級(jí)。

你看，OTA 的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了吧~

至于呂一平，只說一句：2016 年科恩實(shí)驗(yàn)室破解特斯拉那件事是他干的。

不過有一點(diǎn)很遺憾，呂一平作為世界上第一個(gè)破解 Autopilot 的團(tuán)隊(duì)主管，卻偏偏錯(cuò)過了特斯拉要送出一輛 Model 3 和 90 萬美元的 2019 屆 Pwn2Own（這個(gè)大賽號(hào)稱黑客界的奧林匹克，詳情可以點(diǎn)擊公眾號(hào)菜單，進(jìn)入特吹時(shí)間欄目查看）。

可能是想要繼續(xù)證明自己是破解特斯拉的行家，盡管錯(cuò)過了 Model 3，科恩實(shí)驗(yàn)室還是在 4 月的智能汽車界打出了一片天。

寫到這里你會(huì)以為這是一篇吹科恩實(shí)驗(yàn)室的軟文，先不說一群國際頂級(jí)的白帽黑客需不需要吹，最厲害的其實(shí)還是特斯拉：因?yàn)槟壳斑€沒有黑客破解的速度追得上他們修補(bǔ)漏洞、更新系統(tǒng)的速度。（完）

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