未来的新威胁：黑客可以利用联网汽车堵塞整个城市

2026年，在交通高峰期，你的自动驾驶汽车突然在它堵塞交通的地方关闭。你从车里爬出来，看到每条街道都出现了交通堵塞，然后手表上的一条新闻提示告诉你，黑客随机地让联网的汽车熄火故障，令城市的交通陷入瘫痪。

闪回到2019年7月,目前在自动驾驶汽车和联网的汽车研究中，科学家们正在研究如何防止未来黑客通过各种技术手段控制联网汽车，从而造成城市交通大瘫痪。研究人员希望扩大目前有关汽车网络安全的讨论，包括潜在的大规模破坏。目前的讨论主要集中在可能导致一辆汽车相撞或撞倒一名行人的黑客攻击上。

他们警告称，尽管网络防御日益严密，但在过去4年里，被攻破的数据数量激增，但可被黑客攻击的对象可以将不断上升的网络威胁转化为潜在的物理威胁。

“与我们听说的大多数数据泄露不同，被黑客入侵的汽车会产生物理后果，”该研究的联合负责人、佐治亚理工大学(Georgia Tech)物理学院助理教授彼得·扬克(Peter Yunker)说。

对于国家、恐怖主义或淘气的行为者来说，霸占包括汽车在内的部分物联网可能并不难。

“就汽车而言，令人担忧的事情之一是，目前存在一个有效的中央计算系统，而且很多东西都要通过它来运行。你不一定要有独立的系统来运行你的汽车和卫星广播。

冻结交通

在对联网汽车进行黑客攻击的模拟中，研究人员冻结了曼哈顿的交通流量，几乎达到了稳定的水平，甚至不会造成严重破坏。以下是他们的结果，由于下面提到的原因，这些数字是保守的。

他说:“在交通高峰期，随意让20%的汽车熄火将意味着交通完全瘫痪。以20%的比例，这座城市已经被分割成一个个小岛，你也许可以在几个街区内慢慢移动，但没人能穿过这座城市，”容克实验室的研究生研究助理戴维·雅尼(David Yanni)说。

并不是所有在路上行驶的汽车都必须联网，但这足够黑客拦截20%的汽车。例如，如果道路上40%的汽车都是联网的，入侵一半就足够了。

在交通高峰期入侵10%的车辆，将会严重影响交通状况，使紧急救援车辆无法方便地通过全市范围内缓慢移动的交通。

研究结果发表在2019年7月20日的《物理评论E》杂志上。这项研究并没有被禁止。

它可以花费更少

为了城市的安全，黑客攻击造成的损失必须低于这个数字。在其他城市，情况可能会更糟。

“曼哈顿有一个很好的网格，这使得交通更有效率。看看那些没有大电网的城市，比如亚特兰大、波士顿或洛杉矶，我们认为黑客可能会造成更大的危害，因为电网可以让你通过许多不同的路径到达相同的地方，从而使你的灵活性更加强大。”

研究人员排除了可能会加剧黑客破坏的因素，因此，真实的黑客攻击可能需要更少的汽车熄火来关闭曼哈顿。

他说:“我想强调的是，我们只考虑了静态情况，也就是道路是否被阻塞。在许多情况下，阻塞的道路会溢出交通流到其他道路上，这一点我们也没有包括在内。如果我们把这些因素考虑进去，你不得不停车的汽车数量可能会显著下降。”

研究人员也没有考虑到随之而来的公众恐慌，也没有考虑到车上的人会变成行人，从而进一步堵塞街道或引发事故。他们也没有考虑黑客会把目标对准那些麻烦最大的地点。

他们还强调，他们不是网络安全专家，也没有提到有人实施此类黑客攻击的可能性。他们只是想给安全专家一个可计算的概念，让他们知道一次黑客攻击会让一座城市关闭的规模。

研究人员对于如何减少潜在的伤害确实有一些一般性的想法。

研究报告的主要撰写人、扬克实验室的博士后斯坎卡·维维克说:“将影响汽车的数字网络拆分，使人们不可能通过一个网络访问过多的汽车。”“如果你还能确保相邻车辆不能同时被黑，就能降低它们一起阻塞交通的风险。”

交通堵塞是物理学

云克尔研究软物质物理学，研究组成部分(在本例中是连接的汽车)如何作为一个整体的物理现象。研究小组分析了不同车道数的街道上汽车的运动，包括它们如何绕过停在路边的车辆，并发现他们可以将一种物理方法应用到他们的观察中。

云克尔说:“交通是否中断可以用经典的渗流理论来解释，该理论在物理和数学的许多不同领域都得到了应用。”

渗透理论常被用于材料科学中，以确定一个理想的质量，如特定的刚度，是否会扩散到整个材料中，使最终产品均匀稳定。在这种情况下，熄火的汽车蔓延开来，使原本流动的街道变得僵硬，无法通行。

被关闭的街道只会是那些被入侵车辆切断所有车道的街道，或者这些街道已经成为其他车辆无法通行的障碍，也不包括那些被入侵车辆仍然允许通行的街道。

研究人员选择曼哈顿作为他们的模拟城市，因为那里有很多关于城市交通模式的数据。