35、基于运动的按键推断攻击的实用性探究

基于运动的按键推断攻击的实用性探究

一、引言

现代智能手机和平板等移动设备配备了多种传感器，这些传感器在带来新应用的同时，也引发了安全和隐私风险。像麦克风、摄像头和GPS 等传感器的风险较易理解，多数移动平台会通过权限要求来保护它们。然而，加速度计和陀螺仪等运动传感器的安全风险却鲜为人知。比如在安卓系统中，应用访问运动传感器无需权限；W3C 的设备方向事件规范也允许任何网页应用访问加速度计和陀螺仪。

近期研究表明，运动传感器可能会泄露敏感信息，攻击者可利用其作为旁道来推断触摸屏上的按键输入，进而获取用户的密码、信用卡号等重要信息。这种基于运动的按键推断攻击，是基于按键时设备振动与所按按键相关这一现象。不过，此前的研究未充分证明该攻击的实用性，它们多基于单一设备和少量用户。为使攻击具有实用性，需评估其在以下方面的鲁棒性：
1. 硬件差异 ：不同设备使用的传感器芯片可能不同，采样率和精度有别，且传感器嵌入位置也可能不同，攻击在不同设备上是否有效？
2. 尺寸差异 ：以往研究多聚焦智能手机，如今平板电脑等大尺寸设备渐趋流行，攻击在这些设备上效果如何？
3. 键盘布局差异 ：按键时的设备振动与按键位置相关，而键盘布局会影响用户持握和打字方式，攻击在不同键盘布局下是否可行？
4. 用户差异 ：按键时的设备振动可能取决于用户的打字风格，如手指力度、设备倾斜角度等，攻击对不同用户是否有效？

此外，成功的攻击还需解决以下设计和实现问题：
1. 从运动传感器数据中提取与按键相关的信号，将连续数据流分