ما كان يُنظر إليه حتى الآن على أنه نظام أمان بسيط لمراقبة ضغط الإطارات أصبحت هذه القضية محور نقاش حول المراقبة والبيانات الشخصية. ويشير تحقيق أوروبي بقيادة مدريد إلى أن هذه المستشعرات تسمح، عمليًا، تتبع تحركات آلاف المركبات بصمت دون أن يكتشف أصحابها ذلك.
العمل، الذي مدفوع بـ شبكات معهد مدريد للدراسات المتقدمة IMDEA وبالتعاون مع العديد من الشركاء من القارة، يشير ذلك إلى خطر لم يلاحظه أحد تقريباً: الإشارات اللاسلكية لنظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS). يتم إرسالها بدون تشفير وبمعرفات فريدةوهذا يفتح الباب أمام أي شخص يمتلك معدات بسيطة نسبياً لإعادة البناء. خطط الرحلات والجداول الزمنية والروتين اليومي.
ما هو نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) ولماذا يوجد في جميع السيارات تقريباً؟
El نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) أصبحت هذه التجهيزات من المعدات القياسية في أسطول المركبات. الاتحاد الأوروبي يفرض ذلك على سيارات الركاب الجديدة منذ عام 2014وذلك بعد تطبيق تدريجي بدأ في عام 2012 مع الطرازات الجديدة، وأصبح إلزاميًا في الولايات المتحدة منذ منتصف العقد الأول من الألفية الثانية. هدفه الرسمي واضح: تحسين السلامة على الطرقتقليل حالات انفجار الإطارات، والكشف عن الثقوب في الوقت المناسب، وتحسين استهلاك الوقود والانبعاثات.
في المركبات المجهزة بنظام مراقبة ضغط الإطارات المباشر، تحتوي كل عجلة على مستشعر صغير داخل الإطاريقيس هذا الجهاز الضغط، وفي كثير من الحالات درجة الحرارة أيضًا، ويرسل المعلومات دوريًا إلى الكمبيوتر الموجود على متن السيارة عبر إشارة لاسلكية. عندما ينخفض الضغط عن عتبات معينة، يتم تشغيل لوحة العدادات. يضيء ضوء تحذيري حتى يتمكن السائق من فحص العجلات.
هذه الأنظمة موجودة بالفعل. تم نشرها في السوق لما يقرب من عقدين دون إجراء تغييرات جوهرية على تصميم اتصالاتها اللاسلكية. عند تصميمها، كانت الأولوية ضمان تنبيهات موثوقة للسائق، وليس حماية المعلومات التي تنتقل عبر الهواء. هذا النقص في التركيز على الأمن السيبراني للسيارات هذا بالضبط ما يشير إليه الباحثون الآن.
من المهم التمييز، كما يفعل فريق IMDEA نفسه، بين نظام مراقبة ضغط الإطارات المباشر وغير المباشرتستخدم الأنظمة المباشرة أجهزة استشعار تُصدر ترددات لاسلكية، وبالتالي يمكن اعتراضها. أما الأنظمة غير المباشرة فتحسب الضغط من أنظمة أخرى مثل نظام منع انغلاق المكابح (ABS) أو نظام التحكم في الثبات. إنها لا تولد إشارات قابلة للتحديدلذلك، فهم لا يواجهون نفس مشكلة التتبع.
اكتشاف شركة IMDEA Networks: ملايين الإشارات و20.000 ألف مركبة
لاختبار مدى إمكانية استخدام نظام مراقبة ضغط الإطارات كأداة للمراقبة، أجرى باحثون في شبكة IMDEA دراسة دراسة ميدانية لمدة عشرة أسابيعخلال تلك الفترة، قاموا بنشر شبكة استقبال راديو منخفضة التكلفة في نقاط استراتيجية: أجزاء من الطريق، ونقاط الدخول والخروج، ومناطق وقوف السيارات في الهواء الطلق ومواقف السيارات.
بحسب تفاصيل الفريق، تبلغ تكلفة كل لاعب من هؤلاء المستقبلين حوالي 100 دولار (حوالي 90-100 يورو) ويمكن تشغيله على أجهزة بأسعار معقولة مثل راسبيري باي ووحدة راديو بسيطةوبهذا الحد الأدنى من البنية التحتية، تمكنوا من جمع أكثر من ستة ملايين رسالة لاسلكية نشأت من حوالي 20.000 مركبة مختلفة.
تضمنت البيانات التي تم جمعها معلومات وظيفية حول النظام - بشكل أساسي قراءات ضغط الإطارات— كعنصر آخر أكثر حساسية: أ معرّف فريد مرتبط بكل مستشعرمن خلال تحليل هذه الرموز بمرور الوقت وفي مواقع مختلفة، تمكن الفريق من إعادة بناء أنماط حركة سيارات محددة.
يلخص دومينيكو جوستينيانو، أستاذ باحث في معهد IMDEA Networks وأحد مؤلفي الورقة البحثية، نطاق المشكلة: "يمكن استخدام هذه الإشارات لتتبع المركبات ومعرفة أنماط حركتها."ومن هنا، يمكن للمرء أن يستنتج الروتين اليومي مثل أوقات الوصول إلى العمل، والزيارات المتكررة لمناطق معينة، أو عادات السفر لمسافات طويلة.
وذهب الباحثون خطوة أبعد من ذلك و لقد طوروا طرقًا لتجميع الإشارات من الإطارات الأربعة لنفس المركبةيُتيح هذا الاقتران بين العجلات تحديدًا أدق، مما يقلل الأخطاء و لتحديد وقت وصول السيارة أو مغادرتها أو تكرارها للمسارات بدقة أكبر في بيئة حضرية أو بين المدن.
لماذا تُعد إشارات نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) مثالية للتتبع؟
أحد أكثر جوانب المشكلة حساسية هو أن نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) لا يتطلب ذلك خط رؤية مباشربخلاف كاميرات المرور أو أجهزة قراءة لوحات السيارات الآلية، تنتقل الإشارات اللاسلكية المنبعثة من أجهزة الاستشعار عبر الهواء و بإمكانها المرور عبر الجدران والمركبات الأخرى والعناصر الإنشائية. بسهولة نسبية، مما يجعل من الممكن استقبال الإشارة حتى عندما لا تكون السيارة مرئية.
أظهر فريق IMDEA في الاختبارات التي أجريت أن انبعاثات نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) يتم التقاطها من مسافات تزيد عن 50 متراًسواء أثناء حركة المركبات أو عندما تكون متوقفة داخل المبانيبمعنى آخر، يمكن لجهاز استقبال موضوع في الشارع أو عند مدخل موقف سيارات مغطى أن يستمع إلى السيارات المارة وتلك المتوقفة في الداخل.
العنصر الأساسي هو أن كل مستشعر ضغط ينقل إشارة معرف ثابت وفريدلا يتغير هذا المعرّف بمرور الوقت، ولا يعتمد على لوحة الترخيص أو السائق؛ إنه، عمليًا، "لوحة ترخيص لاسلكية" التي ترافق المركبة طوال فترة استخدامها. لأنها غير محمية بتقنيات التشفير أو المصادقةيمكن لأي شخص لديه جهاز استقبال مناسب التقاطها.
بالإضافة إلى تحديد الهوية، تتضمن أطر البيانات قراءات الضغطللوهلة الأولى، قد تبدو هذه المعلومة غير ذات صلة، ولكن عند دمجها مع عناصر أخرى، فإنها تسمح لنا باستنتاج تفاصيل مثل سواء كانت المركبة خفيفة أو ثقيلة، سواء كانت تسير عادة محملة أو فارغة، أو التمييز بين السيارة والشاحنة بناءً على نطاقات الضغط وسلوكها بمرور الوقت.
كل هذا يجعل نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) أداة مراقبة تتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بالأنظمة القائمة على الصور. لا يعتمد ذلك على الإضاءة ولا يتطلب الأمر موقع الكاميرات، ولا معالجة بصرية معقدة، وقبل كل شيء، إنه أرخص وأكثر سرية.يمكن لشبكة من أجهزة الاستقبال الصغيرة المنتشرة في جميع أنحاء المدينة أن تسجل مرور المركبات لأشهر دون إثارة الشكوك.
من السلامة على الطرق إلى الأمن السيبراني المرتقب
يصر الباحثون على أن الهدف الأصلي لنظام مراقبة ضغط الإطارات هو ولا يزال الحد من الحوادث الناجمة عن الإطارات الباليةالمشكلة لا تكمن في الوظيفة، بل في تصميم الاتصالات.تم تصميم نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) من أجل السلامة على الطرق، وليس الأمن السيبراني."يذكر الباحث ياغو ليزاريبار، الذي شارك في الدراسة خلال فترة عمله في شبكات IMDEA."
حالياً، معظم تُطبق لوائح الأمن السيبراني على المركبات في أوروبا ويركز هذا النهج على الأنظمة المتصلة الأكثر وضوحًا: وحدات الاتصالات عن بُعد، وتحديثات البرامج، والاتصال عبر الهاتف المحمول، والوصول عن بُعد، وما إلى ذلك. ومع ذلك، تعتبر أجهزة الاستشعار "للسلامة"أما أمور مثل ضغط الإطارات، فنادراً ما يتم ذكرها بشكل محدد في النصوص التنظيمية.
هذا النقص في المتطلبات المحددة يعني أن العديد من المكونات لا تزال تستخدم بروتوكولات نصية عاديةبدون تشفير أو آليات مصادقة دنيا. يلخص فريق IMDEA المخاطر بوضوح: طالما استمرت أجهزة الاستشعار في إرسال معرّفات ثابتة غير محمية، سيظلون هدفًا سهلاً للمراقبة السلبية من قبل أطراف ثالثة.
يؤدي التقدم المستمر نحو المركبات المتصلة، وفي بعض الحالات، المركبات ذاتية القيادة، إلى زيادة مساحة السطح المعرض للخطر. ويؤكد أليسيو سكالينجي، طالب الدكتوراه السابق في معهد IMDEA والأستاذ الحالي في جامعة كارلوس الثالث بمدريد، على ذلك. قد تتحول البيانات التي تبدو غير ضارة إلى معرّفات قوية عند جمعها على نطاق واسع.الأمر لا يتعلق بسيارة واحدة محددة فحسب، بل يتعلق بـ خريطة تدفقات التنقل الكاملة في الأحياء السكنية، أو المناطق الصناعية، أو المحاور بين المدن.
في هذا السياق، يوضح نظام مراقبة ضغط الإطارات مشكلة أوسع نطاقاً: نشأت العديد من أجهزة استشعار المركبات في بيئة تناظرية.تم دمج هذه التقنيات، ذات الاتصال المحدود، في منصات رقمية متزايدة التطور دون مراجعة أمنية شاملة. والنتيجة هي خليط من التقنيات حيث تتعايش وحدات عالية الأمان مع وحدات أخرى لا تزال تتواصل كما كانت تفعل قبل عشرين عامًا.
مخاطر إضافية واستخدامات خبيثة محتملة
إلى جانب التتبع المنهجي للمسارات، تشير الأبحاث إلى استخدامات أخرى غير مرغوب فيها لهذه الإشارات. فحقيقة أن نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) ينقل معلومات مفتوحة تجعل ذلك ممكناً من الناحية التقنية، على سبيل المثال، حقن رسائل مزيفة التي تحاكي ثقبًا أو انخفاضًا مفاجئًا في الضغط. قد يؤدي هذا إلى إجبار على التوقف غير المتوقع عن السائق في موقع محدد.
على الرغم من أن هذه الحالات لم تشكل جوهر دراسة IMDEA، إلا أنها ذُكرت على النحو التالي: سيناريوهات هجوم نظرية توضح هذه الأمثلة مدى انكشاف بعض الأنظمة الإلكترونية في السيارة. يمكن لمهاجم يمتلك المعرفة الكافية أن يتسبب في تنبيهات ضغط غير موجودة عند نقطة محددة على الطريق، مع ما قد يترتب على ذلك من آثار أمنية واضطرابات في النظام العام.
وهناك أيضاً مخاوف من أنه في حالة أساطيل النقل أو مركبات التوصيل، فإن الجمع بين معرّفات نظام مراقبة ضغط الإطارات وأنماط الشحن يُمكّننا هذا من استنتاج متى يتم تحميل الشاحنة عادةً، وما هي الطرق التي تسلكها، أو في أي الأوقات تكون أكثر عرضة للخطر. بالنسبة للشركات والهيئات الحكومية، يفتح هذا نقاشًا حول حماية المعلومات اللوجستية والبنية التحتية الحيوية.
يشير الخبراء إلى أن المشكلة لا تقتصر على بلد واحد. بالنظر إلى ذلك يؤثر الاستخدام الإلزامي لنظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) على جزء كبير من أوروبا والأسواق المتقدمة الأخرى.تشمل منطقة التتبع المحتملة عددًا هائلاً من المركبات. فمن إسبانيا إلى الدول الأعضاء الأخرى، تسير حاليًا ملايين السيارات والشاحنات الصغيرة والشاحنات على الطرق مزودة بمستشعرات ضغط الإطارات التي تشترك في بنية متشابهة للغاية.
لذلك، يبرز سؤال حول النطاق: ما الذي يمكن أن يفعله الهاوي تقنياً باستخدام جهاز استقبال رخيص الثمن؟ ويمكن أيضاً أن يقوم بذلك ممثل يمتلك موارد أكثر. والقدرة على نشر شبكة واسعة من أجهزة الاستشعار. ومن هنا إصرار الفريق على ذلك. مشكلة تصميم نظام، وليست مشكلة حالات معزولة.
ما المقترح لحماية خصوصية السائقين؟
في ضوء هذا الوضع، تقترح مجموعة شبكات IMDEA عدة مسارات عمل. أولها، وهو أمر بديهي تقريبًا في مجال الاتصالات، هو دمج التشفير والمصادقة الرقمية بالنسبة لانبعاثات نظام مراقبة ضغط الإطارات. سيؤدي تشفير المحتوى إلى منع أي طرف ثالث من تفسير بيانات الضغط وتحديد هوية المركبة، بينما ستجعل آليات المصادقة من الصعب إدخال رسائل خاطئة.
هناك خيار آخر قيد الدراسة وهو تجنب استخدام المعرفات الثابتةبدلاً من استخدام معرّف ثابت مرتبط بالمستشعر طوال فترة استخدامه، يمكن للمرء استخدام تدوير المعرفات أو تغيير الأسماء المستعارةيشبه هذا ما يُطبق في بعض تطبيقات الهواتف المحمولة وفي بروتوكولات الخصوصية للاتصالات اللاسلكية. وبالتالي، حتى لو تمكن أحدهم من التقاط إشارة، فسيكلفه ذلك الكثير. لتتبع مسار نفس السيارة مع مرور الوقت.
ويشجع الفريق أيضاً المصنّعين على مراجعة البنى الحالية وينبغي النظر، حيثما أمكن، في استخدام الأنظمة غير المباشرة أو التصاميم الهجينة التي تقليل الاعتماد على الترددات الراديوية القابلة للتحديدعلى أي حال، يدرك الباحثون أن هذه التغييرات لا يمكن إجراؤها بين عشية وضحاها، لأنها تؤثر على المكونات المعتمدة وسلاسل التوريد العالمية.
وفي الوقت نفسه، يتم حث الجهات التنظيمية الأوروبية والوطنية على تضمين أنظمة مثل نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) بشكل صريح في لوائح الأمن السيبراني للمركباتالفكرة هي أنه لا ينبغي أن تقتصر المتطلبات على الوحدات الأكثر وضوحًا، مثل اتصال السيارة بالإنترنت، بل وتشمل أيضًا أجهزة استشعار تقوم بنقل المعلومات عبر الراديو دون أن تكون متصلة بشبكة الهاتف المحمول.
من وجهة نظر المستخدم النهائي، لا يوجد حاليًا مجال كبير للمناورة. لا يستطيع السائقون قانونًا فصل نظام مراقبة ضغط الإطارات (TPMS)، لأنه جزء من أنظمة السيارة. المعدات الإلزامية للسلامة على الطرقكما لا يملكون طريقة سهلة لمعرفة نوع النظام الذي تستخدمه سياراتهم أو كيفية نقل المعلومات. لذلك، يتفق الخبراء على أن الحل يكمن في العمل في الصناعة والتنظيمبدلاً من نقل المسؤولية إلى المستخدم.
أظهرت الأبحاث التي أجرتها شركة IMDEA Networks أنه يمكن تحويل مكون مصمم للتحذير من الثقب، دون تعقيدات تقنية كبيرة، إلى مصدر بيانات مستمر حول الموقع وعادات القيادةإلى أن يتم إدخال تدابير وقائية في التصميم والمعايير الأوروبية، ستظل أجهزة استشعار الضغط مثالاً واضحاً على كيفية تأثير تكنولوجيا السيارات، مهما بدت شائعة، قد يكون لذلك تأثير مباشر على خصوصية أولئك الذين يقودون السيارة..
