Группа исследователей из британских университетов разработала алгоритм с использованием методов глубокого обучения нейросетей, который способен с точностью до 95 % распознавать данные, анализируя звук нажимаемых клавиш клавиатуры, записанный через микрофон. В процессе обучения алгоритма классификации звуков также использовались аудиозаписи, сделанные через Zoom, но в этом случае точность распознавания снизилась до 93 %.
Источник изображения: Bleeping Computer
Акустическая атака с использованием упомянутого алгоритма несёт серьёзную угрозу безопасности данных, поскольку такой подход может использоваться для кражи паролей и другой конфиденциальной информации. Более того, в отличии от других атак через сторонние каналы, требующих соблюдения специальных условий, акустические атаки становятся проще в реализации по мере распространения микрофонов, обеспечивающих высококачественный захват звука. В сочетании с быстрым развитием технологий машинного обучения акустические атаки через сторонние каналы становятся более опасным инструментом в руках злоумышленников, чем было принято считать прежде.
Для проведения такой атаки злоумышленникам требуется осуществить запись звука нажимаемых клавиш на клавиатуре жертвы, поскольку эти данные требуются для обучения алгоритма прогнозирования. Сделать это можно с помощью находящегося поблизости микрофона или же смартфона, заражённого вредоносным программным обеспечением, открывающим доступ к микрофону устройства. Кроме того, запись звука нажимаемых клавиш можно осуществить во время звонка в Zoom.
Источник изображения: arxiv.org
В рамках нынешнего исследования были собраны обучающие данные, представляющие запись звука нажатия 36 клавиш MacBook Pro, каждая из которых нажималась по 25 раз. После этого были получены осциллограммы и спектрограммы, которые позволили визуализировать идентифицируемые различия при нажатии каждой клавиши. Исследователи также выполнили определённые шаги для обработки данных в плане усиления сигнала для упрощения идентификации клавиш. Спектрограммы использовались для обучения классификатора изображений CoAtNet.
В эксперименте был задействован один и тот же ноутбук Apple с клавиатурой, которая используется во всех моделях портативных компьютеров компании последние два года, а также iPhone 13 mini, расположенный на расстоянии 17 см от ноутбука и записывающий звук, и сервис Zoom, который также использовался для записи звука нажимаемых клавиш. В итоге исследователям удалось добиться того, что классификатор CoAtNet достиг 95 % точности при обработке записей со смартфона и 93 % — при обработке данных, записанных через Zoom. При эксперименте с использованием Skype точность снизилась до 91,7 %.
Источник изображения: arxiv.org
Пользователям, которых беспокоят акустические атаки, исследователи рекомендуют изменить стиль печати, а также использовать случайно генерируемые пароли. В дополнение к этому можно задействовать программные средства для воспроизведения звуков нажатия клавиш, белого шума или аудиофильтры для клавиатуры.