No ano de 2026, na hora do rush, seu carro autônomo desliga abruptamente bem onde bloqueia o tráfego. Você sai para ver o engarrafamento em todas as ruas à vista, em seguida, um alerta de notícias em seu relógio informa que os hackers paralisaram todo o tráfego de Manhattan encalhando aleatoriamente carros conectados à Internet.

Flashback de julho de 2019, o surgimento de veículos autônomos e outros carros conectados, e físicos do Instituto de Tecnologia e Sistemas Multiescala da Geórgia, Inc. aplicou a física em um novo estudo para simular o que seria necessário para que os futuros hackers causassem exatamente esse caos generalizado encalhando aleatoriamente esses carros. Os pesquisadores querem expandir a discussão atual sobre segurança cibernética automotiva, que se concentra principalmente em hacks que podem bater um carro ou atropelar um pedestre, para incluir o caos em massa potencial.

Eles alertam que mesmo com defesas cibernéticas cada vez mais rígidas, a quantidade de dados violados aumentou nos últimos quatro anos, mas os objetos que podem ser hackeados podem converter a ameaça cibernética crescente em uma ameaça física potencial.

"Ao contrário da maioria das violações de dados de que ouvimos falar, carros hackeados têm consequências físicas, "disse Peter Yunker, que co-liderou o estudo e é professor assistente na Escola de Física da Georgia Tech.

Pode não ser tão difícil para o estado, terrorista, ou atores maliciosos para comandar partes da internet das coisas, incluindo carros.

"Com carros, uma das coisas preocupantes é que atualmente existe efetivamente um sistema de computação central, e muito passa por ele. Você não tem necessariamente sistemas separados para operar seu carro e seu rádio via satélite. Se você puder entrar em um, você pode ser capaz de entrar no outro, "disse Jesse Silverberg da Multiscale Systems, Inc., que co-liderou o estudo com Yunker.

Congelamento de tráfego sólido

Em simulações de hackear carros conectados à Internet, os pesquisadores congelaram o tráfego em Manhattan quase sólido, e não seria necessário nem mesmo para causar estragos. Aqui estão seus resultados, e os números são conservadores pelos motivos mencionados abaixo.

"Parar aleatoriamente 20 por cento dos carros durante a hora do rush significaria congelamento total do tráfego. Em 20 por cento, a cidade foi dividida em pequenas ilhas, onde você pode ser capaz de avançar alguns quarteirões, mas ninguém seria capaz de se mover pela cidade, "disse David Yanni, um assistente de pesquisa de pós-graduação no laboratório de Junker.

Nem todos os carros na estrada teriam que ser conectados, apenas o suficiente para que os hackers paralisem 20% de todos os carros nas estradas. Por exemplo, se 40 por cento de todos os carros na estrada estivessem conectados, hackear metade seria o suficiente.

Hackear 10 por cento de todos os carros na hora do rush debilitaria o tráfego o suficiente para evitar que os veículos de emergência cortassem o tráfego que está avançando lentamente ao longo de toda a cidade. A mesma coisa aconteceria com um hack de 20 por cento durante o tráfego diurno intermediário.

Os resultados dos pesquisadores aparecem na revista Revisão Física E em 20 de julho, 2019. O estudo não está embargado.

Poderia demorar menos

Para a cidade estar segura, o dano de hacking teria que ser abaixo disso. Em outras cidades, as coisas poderiam ser piores.

"Manhattan tem uma boa rede, e isso torna o tráfego mais eficiente. Olhando para cidades sem grandes redes como Atlanta, Boston, ou Los Angeles, e achamos que os hackers podem causar danos piores porque uma grade torna você mais robusto com redundâncias para chegar aos mesmos lugares por muitas rotas diferentes, "Yunker disse.

Os pesquisadores omitiram fatores que provavelmente agravariam os danos de hackers, portanto, um hack do mundo real pode exigir o bloqueio de ainda menos carros para fechar Manhattan.

"Quero enfatizar que consideramos apenas as situações estáticas - se as estradas estão bloqueadas ou não. Em muitos casos, estradas bloqueadas espalham o tráfego para outras estradas, que também não incluímos. Se tivéssemos que levar em consideração essas outras coisas, o número de carros que você teria que parar provavelmente cairia significativamente, "Yunker disse.

Os pesquisadores também não levaram em consideração o pânico público resultante nem os ocupantes dos carros se tornando pedestres que bloqueariam ainda mais as ruas ou causariam acidentes. Nem consideraram hacks que visariam carros em locais que maximizassem os problemas.

Eles também enfatizam que não são especialistas em segurança cibernética, nem estão dizendo nada sobre a probabilidade de alguém realizar tal hack. Eles simplesmente querem dar aos especialistas em segurança uma ideia calculável da escala de um hack que fecharia uma cidade.

Os pesquisadores têm algumas idéias gerais de como reduzir o dano potencial.

"Divida a rede digital que influencia os carros para tornar impossível o acesso a muitos carros por meio de uma rede, "disse o autor principal Skanka Vivek, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Yunker. "Se você também pudesse garantir que os carros próximos um do outro não possam ser hackeados ao mesmo tempo, isso diminuiria o risco de bloquearem o tráfego juntos."

Engarrafamentos como física

Yunker pesquisa em física da matéria mole, que analisa como as partes constituintes - neste caso, carros conectados - agem como um fenômeno físico completo. A equipe de pesquisa analisou os movimentos dos carros em ruas com vários números de faixas, incluindo como eles contornam veículos parados e descobriram que poderiam aplicar uma abordagem física ao que observaram.

"Se o tráfego é interrompido ou não, pode ser explicado pela teoria clássica de percolação usada em muitos campos diferentes da física e da matemática, "Yunker disse.

A teoria da percolação é freqüentemente usada na ciência dos materiais para determinar se uma qualidade desejável, como uma rigidez específica, se espalhará por todo o material para tornar o produto final uniformemente estável. Nesse caso, carros parados se espalharam para tornar as ruas que antes fluiam rígidas e emperradas.

As ruas fechadas seriam apenas aquelas em que os carros hackeados cortaram todas as faixas ou em que se tornaram obstáculos que outros carros não podem manobrar e não incluem ruas onde os carros hackeados ainda permitem o fluxo de tráfego.

Os pesquisadores escolheram Manhattan para suas simulações porque muitos dados estavam disponíveis sobre os padrões de tráfego da cidade.