Нейросеть подсмотрела PIN-код смартфона в данных акселерометра

Нейросеть научили распознавать PIN-код пользователя по данным с акселерометра, датчика освещенности и других сенсоров смартфонов с точностью 84 процентов. Разработчики отмечают, что для доступа к этим сенсорам приложениям не нужно запрашивать разрешение пользователя, сообщается в исследовании, препринт которого опубликован Cryptology ePrint Archive.

Современные смартфоны могут содержать большое количестве конфиденциальной информации: историю переписки, приложения для управления банковским счетом или важные документы. Из-за этого злоумышленники разрабатывают новые способы взламывать смартфоны, причем, не все из них делают это напрямую с помощью уязвимостей в программном обеспечении. Некоторые разработчики создают методы взлома, в основе которых лежит принцип атаки по сторонним каналам. Он подразумевает, что атака производится не на систему как таковую, а на ее практическую реализацию — например, можно узнать производимые процессором операции и их параметры, измеряя его энергопотребление.

Исследователи в области информационной безопасности под руководством Шивама Бхасина (Shivam Bhasin) из Наньянского технологического университета в Сингапуре использовали для незаметного определения PIN-кода смартфона данные с его датчиков. Они написали приложение для Android-смартфонов, которое собирает данные с датчиков, а затем отсылает их на сервер для анализа. Разработчики выбрали шесть датчиков, которые присутствуют в большинстве современных смартфонов, и при этом для их использования приложению не нужно получать разрешение пользователя: акселерометр, гироскоп, датчик вращения, магнитометр и датчик освещенности.

Поскольку цифры на клавиатуре расположены в известных местах, по наклону устройства или изменению количества света, попадающего на датчик освещенности можно вычислить на какую клавишу нажал пользователь, без необходимости в данных непосредственно с сенсорного экрана. Для того, чтобы автоматически вычислять цифры из большого объема данных исследователи задействовали разные алгоритмы, но в итоге остановились на типе нейросети, называемом многослойным перцептроном. 

Протестировав работу нейросети на добровольцах, исследователи выяснили, что при тестах на всех десяти тысячах возможных комбинациях четырех цифр точность распознавания при 20 попытках составила 83,7 процентов, а при распознавании среди 50 самых распространенных PIN-кодов точность составила 99,5 процентов с одной попытки. Исследователи также выяснили, что данные с разных датчиков давали разную эффективность, а наилучшие результаты дали комбинированные данные с акселерометра и гироскопа.

Ранее были представлены и другие необычные способы «подсматривания» PIN-кода. Американские исследователи предложили определять код по показаниям датчиков умных часов, считываемых во время ввода пароля на клавиатуре, другие специалисты научились подбирать графический ключ на Android-смартфонах по видеозаписи ввода, причем на ней не обязательно должно быть видно экран, достаточно, чтобы в кадре были видны пальцы пользователя. А недавно для той же цели предложили использовать масс-спектрометрию, которая позволяет составлять карту веществ на поверхностях, к примеру, клавиатуре банкомата.

Григорий Копиев