Умные устройства призваны облегчить нашу повседневную жизнь. Однако, в то же время они являются воротами для пассивного подслушивания. Чтобы предотвратить возможное наблюдение за профилем передвижения в пределах дома, исследователи из Института безопасности и конфиденциальности Макса Планка, Института ИТ-безопасности Хорста Гёрца в Рурском университете Бохума и Кельнского университета прикладных наук разработали новую систему для защиты конфиденциальности. в беспроводной связи. Метод, основанный на технологии интеллектуальных отражающих поверхностей, будет представлен исследователями 24 мая 2022 года на симпозиуме IEEE по безопасности и конфиденциальности.
Наблюдение за помещением на расстоянии
Почти все устройства Интернета вещей, такие как голосовые помощники, замки и камеры, полагаются на беспроводные соединения на основе высокочастотных радиосигналов. Хотя криптографические методы уже используются для обеспечения конфиденциальности данных, пассивные перехватчики все еще могут использовать конфиденциальную информацию из перехваченных радиочастотных сигналов. Это возможно, потому что на распространение сигналов влияет физическое окружение устройств — отражения от стен, предметов и присутствующих людей. Злоумышленники могут воспринимать такие эффекты на расстоянии и, применяя простые статистические методы, сделать вывод, например, о том, что в данный момент в контролируемом помещении движется человек.
Инновационный подход к защите от беспроводных атак
Чтобы противостоять этому методу, известному как «состязательное беспроводное зондирование», команда исследовала использование интеллектуальных отражающих поверхностей (IRS). IRS считаются перспективной технологией для создания интеллектуальных беспроводных сред: здесь многие отражающие элементы распределены по поверхности, а их отражающее поведение можно индивидуально регулировать с помощью электроники. Это позволяет элементам динамически манипулировать падающими радиоволнами. Например, IRS можно настроить для отражения сигналов в определенном направлении.
С помощью своего подхода исследователи первыми в мире предложили IRS в качестве практической меры противодействия атакам пассивного прослушивания беспроводных сетей. В качестве новой контрмеры они разработали систему под названием «IRShield». IRShield использует специально разработанный алгоритм, который создает случайную конфигурацию IRS, т. е. случайным образом выравнивает отражающие элементы. Это маскирует беспроводные каналы таким образом, что злоумышленники больше не могут считывать информацию о движениях в помещении по сигналу.
В этом контексте IRShield разработан как автономное, обеспечивающее конфиденциальность расширение для интеграции plug-and-play в существующие беспроводные инфраструктуры. В отличие от предыдущих исследований в этой области, исследователи IRShield смогли выполнить три важных требования с помощью своего подхода: решение работает независимо от используемых устройств, радиоволн и стандартов; не ухудшает качество беспроводной связи; и это обеспечивает очень высокую степень обфускации канала.
Результаты новаторских исследований
Команда проверила, насколько успешно IRShield может предотвращать современные атаки с обнаружением движения человека с использованием готовых устройств Wi-Fi: 95 процентов атак были безуспешными благодаря IRShield. В некоторых случаях это даже делало практически невозможным обнаружение движения, независимо от стратегии злоумышленника. Выводы группы могут послужить отправной точкой для дальнейшей работы, такой как оптимизация конфигураций IRS или исследование методов, используемых более продвинутыми злоумышленниками.
