Security Vulnerabilities in Software Supply Chain for Autonomous Vehicles

ليست المركبات ذاتية القيادة مجرد سيارات بمحركات متطورة؛ بل هي حواسيب على عجلات، حيث تعتمد سلامة الركاب والمشاة كلياً على أسطر من الكود البرمجي. تعتمد هذه الآلات على سلسلة توريد برمجية معقدة، وهي شبكة واسعة من المكونات الرقمية التي ينسجها المطورون معاً لتجعل السيارة ترى، وتفكر، وتتحرك. تشمل هذه السلسلة الكود الأصلي الذي كتبته الشركة المصنعة للسيارة، لكنها تعتمد أيضاً بشكل كبير على البرمجيات مفتوحة المصدر — وهي لبنات بناء متاحة مجاناً أنشأتها مجتمعات من المبرمجين حول العالم. وبينما يسرع هذا النهج التشاركي من وتيرة الابتكار ويسمح بالاختبار السريع للأفكار الجديدة، فإنه يقدم خطراً فريداً من نوعه: فإذا احتوى جزء واحد من هذا البرنامج المشترك على خلل خفي، يمكن لهذا الضعف أن ينتشر عبر النظام بأكمله، مما قد يتسبب في جعل المركبة تسيء تفسير محيطها أو تفشل في التوقف. ومع انتقال هذه المركبات من مختبرات الأبحاث إلى الطرق العامة، يصبح ضمان سلامة كل مكون رقمي مسألة حياة أو موت.

لقد سعى باحثون في جامعة ألاباما لفحص صحة هذا الأساس الرقمي من خلال النظر مباشرة في كود ثلاث من أبرز منصات المركبات ذاتية القيادة مفتوحة المصدر: Autoware، وApollo، وopenpilot. تمثل هذه المشاريع الطليعة في تكنولوجيا القيادة الذاتية، حيث تهدف Autoware وApollo إلى مستويات عالية من الأتمتة حيث تقود السيارة نفسها، بينما يركز openpilot على أنظمة مساعدة السائق التي تساعد البشر على البقاء في حالة تحكم. تعامل الفريق مع مستودعات البرمجيات هذه مثل ميكانيكي يفحص محركاً معقداً، ولكن بدلاً من البحث عن براغي صدئة، استخدموا أدوات مسح متخصصة للبحث عن الشقوق الرقمية. وقد ركزوا على منطقتين رئيسيتين: الكود الذي كتبته فرق المشاريع نفسها، والمكتبات الخارجية (third-party libraries) — وهي قصاصات كود مكتوبة مسبقاً ومستعارة من مصادر أخرى — التي تعتمد عليها هذه المشاريع لتعمل.

وكشف التحقيق أنه على الرغم من قوة هذه المنصات، إلا أنها ليست محصنة ضد الأخطاء الشائعة التي تعاني منها البرمجيات في كل مكان. وجد الباحثون أن الكود يحتوي على أنماط متكررة من الضعف تُعرف باسم "تعدادات الضعف الشائعة" (common weakness enumerations). وفي الكود المكتوب بلغتي C وC++، وهما اللغتان المستخدمتان غالباً للمهام الشاقة في القيادة، حددت عمليات المسح مشكلات تتعلق بإدارة الذاكرة، مثل "تجاوز سعة المخزن المؤقت" (buffer overflows)، حيث تفيض البيانات عن مساحة التخزين المخصصة لها ويمكن أن تؤدي إلى تلف النظام. أما في كود لغة Python، المستخدمة غالباً للتخطيط عالي المستوى والأدوات، فقد كشفت عمليات المسح عن مشكلات في كيفية تعامل البرمجيات مع المواقف والمدخلات غير المتوقعة. وكان أحد أكثر المشكلات شيوعاً التي وُجدت في المشاريع الثلاثة هو التعامل غير السليم مع الظروف الاستثنائية، مما يعني أن البرمجيات تفشل أحياناً في الاستجابة بشكل صحيح عندما تسوء الأمور. وكان هناك اكتشاف رئيسي آخر وهو وجود ثغرات "حقن الأوامر" (command injection)، حيث يمكن لفاعل ضار أن يخدع النظام لتنفيذ أوامر غير مصرح بها.

كما بحثت الدراسة بعمق في سلسلة التوريد، وفحصت آلاف الحزم الخارجية التي تعتمد عليها هذه المركبات. وكانت النتائج هنا مختلفة تماماً اعتماداً على المشروع؛ فقد وُجد أن منصة Apollo، المصممة للإنتاج واسع النطاق، تمتلك عدداً هائلاً من التبعيات، وحدد المسح 91 من هذه المكونات الخارجية التي تحتوي على ثغرات أمنية معروفة. وكان من بين هذه الثغرات عيوب حرجة في الحزم المستخدمة لمعالجة الملفات وعرض صفحات الويب، والتي قد تسمح لبعضها لمهاجم بالسيطرة على النظام أو الوصول إلى بيانات حساسة. وفي المقابل، أظهر مشروع openpilot، الذي يتميز بنطاق أضيق، مشكلات أقل بكاءً بكثير في تبعاته الخارجية، حيث تم اكتشاف مكون واحد فقط معرض للخطر. أما مشروع Autoware فقد أظهر أقل قدر من المشاكل في هذا المجال، حيث لم تجد عمليات المسح أي ثغرات معروفة في مكتباته الخارجية وقت إجراء الدراسة.

وعلى الرغم من الاختلافات في عدد العيوب المكتشفة، فإن الرسالة الجوهرية من البحث واضحة: البرمجيات التي تشغل هذه المركبات معرضة حالياً لمخاطر كبيرة. وأشار الباحثون إلى أن ما يقرب من نصف الهجمات السيبرانية في قطاع السيارات تستغل بالفعل نقاط الضعف في الأنظمة البرمجية، ويؤكد تحليلهم أن هذه الثغرات موجودة في الكود ذاته الذي يُفترض به الحفاظ على سلامة الناس. لم تجد الدراسة أن الأنظمة معطلة ولا يمكن إصلاحها، بل وجدت أنها مبنية على أساس يتطلب يقظة مستمرة. ويقترح المؤلفون أن الأمن لا يمكن أن يكون مجرد فكرة لاحقة، بل يجب أن يكون منسوجاً في عملية التطوير منذ البداية. ومن خلال استخدام أدوات مؤتمتة للتحقق باستمرار من هذه العيوب، ومن خلال إدارة مكونات البرمجيات التي تُجلب إلى النظام بعناية، يمكن للمطورين تقليل خطر الفشل الكارثي. ويعمل هذا العمل كتذكير بأنه في عالم يزداد أتمتة، تعتمد سلامة الآلة على أمن الكود الخاص بها.