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剑桥大学新研究:利用AI将你的手机密码“偷”了出来

www.xahq.cn2019-07-22

触摸屏还可以出售您的手机密码。这款手机的内置麦克风与人工智能算法相结合,可以让每个单词无处可逃。您可能听不到它,但每次手指点击屏幕时,它都会发出声波。可以轻松记录距离屏幕不到1厘米的麦克风。剑桥大学的科学家开发出一种无意中听到触摸屏的人工智能。它可以从微妙的声音中恢复人类输入的信息。 45名志愿者接受了真人的测试。人工智能“窃取”了数字和字母。

当声波背叛了你,四个人沉默时,咪咪解锁了触摸屏上的锁。密码是如何泄漏的?

“听到你的触摸”,这是纸的名称(完整版:听到你的触摸:智能手机上的新声学侧通道)。在这里,研究人员发现了“传统思维”,实际上并不难理解。

即使在触摸屏上轻柔操作,手指上的每次轻微敲击都会产生声波。当您点击屏幕的不同位置时,声波信息也会相应改变。

△按下触摸屏上的“f”键时的声波形状

是的,关键信息隐藏在这些不同形状的声波中。而这些信息恰好被手机的内置麦克风捕获。

研究人员反手开发了一款手机恶意应用程序。当程序被植入移动电话时,可以调动内置麦克风以使其秘密工作并在触摸时记录声波信息。

△实验中使用的恶意声波采集程序

他们收集了声波形状和触摸位置的相应信息,训练了AI模型,并恢复了输入。

此时,犯罪过程已基本形成:

输入密码时,恶意程序安静地→安静地捕获声波→AI模型预测与屏幕对应的手指的位置→恢复输入的密码和信息。

AI与麦克风合作,分工清晰,内部应该关闭,您的隐私有序被盗。

现场验证

这个计划效果如何?研究人员招募了45名志愿者并开始了一系列测试。

整个测试模型使用了谷歌的Nexus 5手机和Nexus 9平板电脑。前者于2013年推出,屏幕尺寸为4.95英寸,后者于2014年发布,屏幕为8.9英寸。两款设备都内置了2个麦克风。

△实验设备麦克风的位置:左侧为Nexus 5,右侧为Nexus 9

为了模拟现实环境,研究人员没有选择安静的实验室,而是选择了三种日常环境来测试整个系统在不同噪声环境中的准确性:

公共休息室:人们聊天时,偶尔喝咖啡时会有很多噪音。

阅览室:电脑键盘发声和小声音混合的环境。

图书馆:几乎没有声音,但电脑键盘响起。

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在这三种环境中,研究人员在45名志愿者中进行了45次实验。

第一组志愿者需要随机输入数字1-9,每个数字输入10次,第二组需要输入200组四位数密码,第三组随机输入字母,第四组需要输入5个字母。这些话,这些话都来自聊天语料库NPS。

实验结果验证了这种攻击方法的可行性。

在20个实验中,AI能够准确地恢复150个四位数密码中的91个,减少准确率为61%。破解字母不是问题。使用27个字的密码进行测试时,只进行了10次实验。该模型在手机上破解了7个字,并在平板电脑上成功恢复了19个字。就是这样,你没有注意到它,但密码并没有消失。我有许多小咪咪,都在声波中

事实上,不要惊慌,因为AI想要获得手机密码,而不仅仅是这种方法。

去年9月,英国兰开斯特大学发表的一项研究使用手机扬声器中的声纳来窃取密码,尤其是图形密码。

声纳的原理是计算从声音到返回的声波之间的时间差,以确定物体的位置以及物体是否已经移动。在本研究中,AI分析麦克风记录的回声,以跟踪用户手指在智能手机屏幕上的移动。

当你不知道它时也会发生这种情况。当然,这些只是手机上的问题。现在,从键盘到硬盘,哪一个听不到你的秘密?即使家里的盆栽植物也可能知道你说的话。那么,让我们一个一个地谈谈。先听一下键盘

去年12月,有一个名为Keytap的键盘窃听法,简单有效,引起了很多关注。首先使用麦克风收集击中各种按钮的声波,例如,每个按键被收集三次。然后采用简单的预测模型并计算每个按钮的平均波形:对齐采集的声波的峰值以避免延迟效应;然后使用相似度量来精确对齐波形;对齐后,简化加权平均,得到平均波形。最后,只需点击键盘,您就可以检测到哪个按钮与平均波形进行比较。

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还有开源代码,每个人都可以直接玩。硬盘正在窃听,不使用麦克风。这是密歇根大学和浙江大学的大脑结晶。原始机械硬盘,没有麦克风,没有任何硬件变化,成为一个错误,音质很好:当硬盘工作时,主轴高速运行驱动磁盘,磁头打开磁盘检测磁盘上磁场的变化。通过改变磁场来写入数据。这个过程非常详细。只要它受到外部声波的影响,头部就会移动。该偏移反映在由硬盘的位置传感器产生的电压信号中。

让AI分析这个小偏移,科学家已经恢复了人类所说的,并恢复了高保真音乐,Shazam的听音乐也可以回答这个标题。

毕竟,硬盘的采样率超过30,000 Hz,这几乎是CD质量的录制质量。薯片,不仅是清脆优雅的声音,可能是吃薯条的最大乐趣。但是对人类进行窃听,科学家并不依赖于薯片的声波,但他们正在视觉上移动他们的思想。

麻省理工学院,微软和Adobe的混合团队使用高速摄像机通过隔音玻璃记录薯片袋的振动。该算法可以判断说话者是男性还是女性,甚至可以恢复语音内容。

研究人员说,当声音传播时,它会触及周围的物体,在肉眼不会注意到的振动中产生微妙的视觉信号,但高速摄像机(每秒2000到6000帧)会捕获它。通过分析视觉信号,AI可以听到人类的对话。

此外,不仅可以使用薯片,铝箔,水杯或甚至植物盆来进行窃听。这些物体出现在房间里,人类根本不会感到奇怪。这真的很独特。

在这项研究中,选择了SIGGRAPH 2014的顶级会议。通过这种方式,世界上的一切都可能知道你的秘密。幸运的是,这些方法仍处于研究阶段。

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