Security Vulnerabilities in Software Supply Chain for Autonomous Vehicles

自動運転車は、単に高度なエンジンを搭載した自動車ではありません。それらは「車輪のついたコンピュータ」であり、乗客や歩行者の安全は、完全にコードの行に依存しています。これらの機械は、開発者が車に「見え、考え、動く」ことをさせるために縫い合わせる、膨大なデジタル成分のネットワークである複雑なソフトウェア・サプライチェーンに依存しています。この連鎖には、自動車メーカー自身が書いたオリジナルのコードだけでなく、世界中のプログラマーのコミュニティによって作成された、自由に利用可能な構成要素であるオープンソース・ソフトウェアも大きく関わっています。この共有型のアプローチは、イノベーションを加速させ、新しいアイデアの迅速なテストを可能にする一方で、特有の危険をもたらします。もしこの共有ソフトウェアのたった一つの断片に隠れた欠陥があれば、その弱点はシステム全体に広がり、車両が周囲の状況を誤認したり、停止に失敗したりする原因となる可能性があるのです。これらの車両が研究室から公道へと移行するにつれ、あらゆるデジタル構成要素の完全性を確保することは、生死に関わる問題となります。

アラバマ大学の研究者たちは、最も著名な3つのオープンソース自動運転プラットフォームであるAutoware、Apollo、およびopenpilotのコードを直接調査することで、このデジタルの基盤の健全性を検証することに着手しました。これらのプロジェクトは自動運転技術の最前線を象ло代表しており、AutowareとApolloは車が自ら運転する高度な自動化を目指しているのに対し、openpilotは人間が制御を維持するのを助けるドライバー支援システムに焦点を当てています。研究チームは、これらのソフトウェア・リポジトリを、複雑なエンジンを点検するメカニックのように扱いました。ただし、錆びたボルトをチェックする代わりに、彼らは特殊なスキャンツールを使用して、デジタルの亀裂を探し出したのです。彼らは、プロジェクトチーム自身が書いたコードと、これらのプロジェクトが機能するために依存しているサードパーティ製ライブラリ（他のソースから借用された、あらかじめ書かれたコードの断片）という2つの主要な領域に焦点を当てました。

調査の結果、これらのプラットフォームは強力ではあるものの、至る所で見られる一般的なエラーに対して無防備であることが明らかになりました。研究者たちは、コードの中に「共通脆弱性識別子（CWE）」として知られる、繰り返されるパターンの弱点が含まれていることを発見しました。運転タスクの重労働に使用されることが多いC言語およびC++で書かれたコードにおいて、スキャンはメモリ管理に関連する問題、例えばデータが意図した格納領域を超えて溢れ出し、システムを破壊する可能性がある「バッファオーバーフロー」を特定しました。高レベルの計画やツールに使用されることが多いPythonコードでは、ソフトウェアが予期しない状況や入力に対してどのように対処するかという問題が明らかになりました。3つのプロジェクトすべてにおいて最も頻繁に見られた問題の一つは、「例外条件の不適切な処理」でした。これは、何かがうまくいかなくなった際に、ソフトウェアが正しく反応できない場合があることを意味します。もう一つの大きな発見は、「コマンド注入」の欠陥の存在であり、これにより悪意のある攻撃者がシステムを欺いて、許可されていないコマンドを実行させる可能性があります。

研究はまた、これらの車両が依存している数千もの外部パッケージを深く調査し、サプライチェーンを検証しました。ここでの結果は、プロジェクトによって極めて対照的でした。大規模な生産向けに設計されているApolloプラットフォームは、膨大な数の依存関係を持っていることが判明し、スキャンではこれらの外部コンポーネントのうち91個に既知のセキュリティ脆弱性が存在することが特定されました。これらの中には、ファイル処理やウェブレンダリングに使用されるパッケージにおける致命的な欠陥が含まれており、その一部は攻撃者がシステムを制御したり、機密データにアクセスしたりすることを可能にする恐れがあります。対照的に、より範囲の狭いopenpilotプロジェクトは、外部依存関係に関する問題がはるかに少なく、検出された脆弱なコンポーネントはわずか1つでした。Autowareプロジェクトは、この領域において最もトラブルが少なく、調査時点ではサードパーティ製ライブラリに既知の脆弱性は見つかりませんでした。

発見された欠陥の数の違いにかかわらず、この研究からの核心的なメッセージは明確です。すなわち、これらの車両を動かしているソフトウェアは、現在、重大なリスクにさらされているということです。研究者たちは、自動車セクターにおけるサイバー攻撃のほぼ半分が、すでにソフトウェアシステムの弱点を悪用していると指摘しており、彼らの分析は、これらの脆弱性が人々を守るためのコードそのものの中に存在していることを裏付けています。本研究は、これらのシステムが修復不可能なほど壊れていると結論づけているのではなく、むしろ、絶え間ない警戒を必要とする基盤の上に構築されていると述べています。著者らは、セキュリティは後付けであってはならず、開発プロセスの最初から組み込まれるべきであると示唆しています。自動化されたツールを使用してこれらの欠陥を継続的にチェックし、システムに取り込まれるソフトウェア構成要素を慎重に管理することで、開発者は破滅的な失敗のリスクを軽減できます。この研究は、自動化が進む世界において、機械の安全性は、そのコードのセキュリティにかかっているということを思い出させるものです。