Sensores podem usar vibrações móveis para espionagem remota, descobrem pesquisadores

UNIVERSITY PARK, Pensilvânia – Usando sensores de radar automotivos de prateleira e um novo método de processamento, os pesquisadores da Penn State demonstraram que podiam detectar vibrações em telefones celulares e decifrar o que a pessoa do outro lado da chamada estava dizendo com 83 por cento de precisão. %.

A demonstração está disponível em Anais do Simpósio IEEE 2022 sobre Segurança e Privacidadede acordo com Mahanth Gowda, professor assistente de ciência da computação e engenharia, e Suryoday Basak, estudante de doutorado em ciência da computação e orientado por Gowda, revelou um grande problema de segurança.

“À medida que a tecnologia se torna mais confiável e robusta ao longo do tempo, os adversários podem abusar dessa tecnologia de detecção”, disse Basak. “Nossa demonstração desse tipo de exploração ajudou a formar um amplo dizer ‘Ei! O radar automotivo pode ser usado para escutar áudio. Precisamos fazer algo a respeito’.”

O radar opera no espectro de ondas milimétricas (mmWave), especificamente nas faixas de frequência de 60 a 64 GHz e 77 a 81 GHz, o que inspirou os pesquisadores a nomear seu método “mmSpy”. Este é um subconjunto do espectro de rádio usado para 5G, o padrão de quinta geração para o sistema global de comunicações.

Na demonstração do mmSpy, os pesquisadores simularam pessoas falando pelo fone de ouvido de um smartphone. A marca não importa, disse Basak, mas os pesquisadores testaram sua abordagem em um Google Pixel 4a e um Samsung Galaxy S20. O fone de ouvido de um telefone vibra em resposta à fala, e essa vibração permeia todo o corpo do telefone.

“Usamos o radar para sentir essa vibração e reconstruir o que a pessoa do outro lado da linha está dizendo”, disse Basak, observando que sua abordagem funciona mesmo quando o áudio é completamente inaudível para humanos e microfones próximos. “Esta não é a primeira vez que uma vulnerabilidade ou ataque semelhante foi descoberto, mas esse aspecto específico – detectar e reconstruir a fala do outro lado da linha de smartphones – ainda precisa ser explorado”.

Os dados do sensor de radar são pré-processados ​​através dos módulos MATLAB e Python, que são as interfaces de linguagem da plataforma computacional usadas neste estudo, para remover ruídos e pseudo-ruídos relacionados ao hardware dos dados. Os pesquisadores então alimentaram um módulo de aprendizado de máquina treinado para classificar a fala e reconstruir o áudio. Quando o radar detectou vibrações a um pé de distância, o discurso processado foi 83% preciso. Quanto mais longe o radar estava do telefone, a precisão caiu para 43% a um metro e oitenta.

Uma vez que a fala é reconstruída, os pesquisadores podem filtrar, aprimorar ou categorizar palavras-chave conforme necessário, disse Basak. A equipe continua a refinar sua abordagem para entender melhor como se proteger contra essa falha de segurança e como explorá-la permanentemente.

“O método que desenvolvemos também pode ser usado para detectar vibrações em máquinas industriais, sistemas domésticos inteligentes e sistemas de monitoramento de edifícios”, disse Basak. “O rastreamento de vibração pode ajudar a avaliar o desgaste ao longo do tempo – por exemplo, usar nosso método pode ajudar a identificar quando uma máquina precisa de manutenção, em vez de ser tradicionalmente óbvio”.

De acordo com Basak, existem sistemas semelhantes de manutenção doméstica e até mesmo de monitoramento de saúde que podem se beneficiar desse rastreamento sensível.

“Imagine um radar que rastreie os usuários e busque ajuda se certos parâmetros de saúde mudarem de maneira perigosa”, disse Basak. “Com as ações direcionadas corretas, os radares na casa inteligente e na indústria podem obter respostas mais rápidas quando problemas e problemas são detectados.”

Os pesquisadores agora estão trabalhando para estender seus ataques de espionagem usando o mmSpy para fortalecer sua abordagem e traduzi-la para esses aplicativos mais construtivos.

“Em comparação com o nosso mundo há cerca de uma década, estamos melhor conectados hoje e usamos sistemas de sensores para monitorar nossa respiração, atividade física e até tornar nossas casas mais seguras”, disse Basker. “Como um grupo de pesquisa, estamos muito entusiasmados por trabalhar nesta área, pois o mundo depende cada vez mais de sistemas de sensores sem fio. Adoramos superar desafios técnicos complexos e abordagens de projeto que podem ser usadas para futuros sistemas do mundo real.”

Esta pesquisa foi apoiada em parte pela National Science Foundation.

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