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セキュリティarXiv:2603.11364

MirrorDrift: アクチュエータ駆動ミラーによるLiDAR SLAM攻撃

MirrorDrift: Actuated Mirror-Based Attacks on LiDAR SLAM

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LiDAR SLAMの脆弱性を利用し、外部信号注入なしに可動ミラーでゴースト点を生成してスキャンマッチングを誤らせる物理攻撃を提案・実証した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- LiDAR SLAM に対する新しい物理攻撃 MirrorDrift を提案 - 外部信号注入を伴わない specular reflection を利用 - アクチュエートされた平面ミラーで ghost points を発生させる - 目的は scan-matching の対応を系統的に偏らせ、localization を破壊すること - シミュレーションと実世界実験の両方で評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の LiDAR SLAM 物理攻撃は LiDAR spoofing に依存 - 外部信号注入が必要で sensor-specific timing knowledge を要する - timing obfuscation や injection rejection などの防御で緩和されつつある - MirrorDrift は injection-free な代替手段を提示 - specular reflection を用いるため、そうした防御の影響を受けにくい - 著者らの知る限り、production-grade secure LiDAR に対する初の成功した SLAM 標的型攻撃

3. 技術・手法の肝は?

- actuated planar mirror により LiDAR scan に ghost points を生じさせる - scan-matching correspondences を系統的に bias する - mirror placement, alignment, actuation を最適化 - 具体的な最適化アルゴリズムや損失関数は要旨からは不明

4. どうやって有効だと検証した?

- シミュレーション - random placement と比較して average pose error (APE) を 6.1x 増加 - 3 つの SLAM systems を 2.29–3.31 m mean APE まで劣化させる - 実世界実験 - state-of-the-art interference mitigation を備えた modern LiDAR で評価 - 最大 6.03 m の localization error を誘発

5. 議論はある?

- specular reflection が injection-free な攻撃面となることを示す - 既存の timing obfuscation や injection rejection では対処しきれない可能性を示唆 - 防御策、倫理的含意、一般化可能性に関する議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- LiDAR spoofing に関する先行研究 - timing obfuscation や injection rejection などの LiDAR 防御手法 - scan matching や SLAM のロバスト性に関する研究 - 具体的な論文名は要旨からは不明

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Rokuto Nagata, Kenji Koide, Kazuma Ikeda, Ozora Sako, Shion Horie, Kentaro Yoshioka

分類: cs.RO

原文アブストラクト

LiDAR SLAM provides high-accuracy localization but is fragile to point-cloud corruption because scan matching assumes geometric consistency. Prior physical attacks on LiDAR SLAM largely rely on LiDAR spoofing via external signal injection, which requires sensor-specific timing knowledge and is increasingly mitigated by modern defense mechanisms such as timing obfuscation and injection rejection. In this work, we show that specular reflection offers an injection-free alternative and demonstrate an attack, MirrorDrift, that uses an actuated planar mirror to cause ghost points in LiDAR scans and systematically bias scan-matching correspondences. MirrorDrift optimizes mirror placement, alignment, and actuation. In simulation, it increases the average pose error (APE) by 6.1x over random placement, degrading three SLAM systems to 2.29-3.31 m mean APE. In real-world experiments on a modern LiDAR with state-of-the-art interference mitigation, it induces localization errors of up to 6.03 m. To the best of our knowledge, this is the first successful SLAM-targeted attack against production-grade secure LiDARs.

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