وقتی صحبت از حفاظت از تماس‌های صوتی به میان می‌آید، متخصصان امنیت معمولاً بر امنیت داده‌هایی تمرکز می‌کنند که صدا را منتقل می‌کنند؛ در درجه اول رمزگذاری. اما دیر یا زود، داده‌های صوتی دیگر یک جریان از بیت‌ها نیستند و به یک سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شوند که مستقیماً به بلندگوها می‌رود.
ممکن است تصور کنید اگر فردی از هدفون استفاده کند، دیگر کسی نمی‌تواند به مکالمه او گوش دهد. اما هدفون‌ها دستگاه‌های الکترونیکی هستند و قطعات آنها ویژگی‌های فیزیکی‌ای دارند که می‌توانند اسرار به‌شدت محافظت‌شده را بدون نیاز به هیچ حمله سایبری افشا کنند.
در مقاله‌ای که اخیراً منتشر شده، پژوهشگران دو دانشگاه در هنگ‌کنگ InjectEave را معرفی کرده‌اند؛ حمله‌ای که از این ویژگی‌ها برای رهگیری سیگنال صوتی آنالوگِ رمزگشایی‌شده استفاده می‌کند.
حمله InjectEave چگونه کار می‌کند؟
قطعات الکترونیکی موجود در هدفون، داده‌ها را به شکل آنالوگ تبدیل کرده و سیگنال را برای به حرکت درآوردن بلندگوها تقویت می‌کنند. این فرایند باعث ایجاد انتشارهای الکترومغناطیسی ضعیف می‌شود.
ثبت این انتشارها و استخراج اطلاعات از آنها، خود یک حوزه تخصصی است و متخصصان زیادی در این زمینه فعالیت می‌کنند. مشکل اصلی این است که انتشارهای ناخواسته از هدفون‌ها در عمل بیش از حد ضعیف هستند و نمی‌توان آنها را به‌راحتی دریافت و تحلیل کرد.
پژوهشگران InjectEave پیشنهاد می‌کنند یک فرستنده رادیویی اضافه شود که سیگنالی را با فرکانسی مشخص به سمت دستگاه هدف ارسال می‌کند.
انتشارهای ضعیف ایجادشده توسط قطعات آنالوگ هدفون، سیگنال فرستنده را مدوله می‌کنند. سیگنال تغییر‌یافته را می‌توان از فاصله چند متری دریافت کرد؛ البته به شرطی که آنتن گیرنده حساسیت کافی داشته باشد.
مهاجم سپس تغییرات موجود در سیگنال را تحلیل می‌کند تا صدای اصلی را بازسازی کند.
جزئیات فنی حمله InjectEave
مهم‌ترین مانع برای رهگیری مستقیم انتشارهای الکترومغناطیسی، بدون استفاده از یک فرستنده خارجی، فرکانس نسبتاً پایین سیگنال است.
برای مثال، تقویت‌کننده صوتی در هدفون‌ها در محدوده ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز کار می‌کند. در مقابل، دریافت انتشارهای الکترومغناطیسی در فرکانس‌هایی در محدوده مگاهرتز آسان‌تر است.
پژوهشگران توانستند فرکانسی برای فرستنده پیدا کنند که سیگنال کم‌فرکانس موردنظر را نیز «تقویت» کند.
پژوهشگران مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام دادند. آنها از آنتن‌هایی برای ارسال سیگنال «تقویت‌کننده» و دریافت نتیجه استفاده کردند و یک تحلیلگر طیف (Spectrum Analyzer) نیز برای ثبت و پردازش داده‌ها به کار گرفتند.
نویسندگان، فایل‌های خام ضبط‌شده از سیگنال‌های رهگیری‌شده را در یک میکروسایت اختصاصی منتشر کرده‌اند تا هر کسی بتواند بررسی کند این حمله تا چه اندازه مؤثر است.
در بیشتر موارد، برای دستیابی به یک نتیجه قابل استفاده حتی به پردازش یا تشخیص پیچیده‌ای نیاز نبود. مکالمات دریافت‌شده از هدفون‌های بی‌سیم، با وجود سطح بالای نویز، به‌وضوح قابل فهم بودند.
در مجموع، نویسندگان سه مدل هدفون بی‌سیم و دو مدل هدست سیمی ساده را آزمایش کردند. فاصله مؤثر برای استراق سمع، بسته به مدل دستگاه، بین یک تا شش متر متغیر بود.
در مورد یک تلفن سیمی نیز آنها توانستند رهگیری دوطرفه را نشان دهند. به این معنا که نه‌تنها صدای خارج‌شده از بلندگوها، بلکه صدای فرد موردنظر نیز قابل شنیدن بود؛ صدایی که میکروفون داخلی هدست و مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) آن را دریافت کرده بودند.
مزایا و محدودیت‌های این روش
هر حمله‌ای که برای اجرا به نزدیک شدن بسیار زیاد به هدف نیاز داشته باشد، ذاتاً چالش‌برانگیز است. نیاز به تنظیم فرکانس سیگنال رادیویی «تقویت‌کننده» برای هر دستگاه مشخص، این حمله را دشوارتر نیز می‌کند.
در آزمایش‌های خود، پژوهشگران مجبور بودند از فرکانس‌هایی بین یک تا هشت مگاهرتز استفاده کنند.
با وجود این محدودیت‌ها، دستاورد اصلی این حمله، توانایی آن در هدف قرار دادن رفتارهای خاص و ویژگی‌های غیرایده‌آل قطعات آنالوگ در یک دستگاه الکترونیکی است.
این قطعات ذاتاً انتشارهای ناخواسته ایجاد می‌کنند و تقریباً هیچ راهی برای کاهش کامل آنها وجود ندارد.
روش‌های مشابه برای نظارت که یک سیگنال دیجیتال را رهگیری می‌کنند، با افزودن یک لایه رمزگذاری قابل متوقف شدن هستند. اما در بخش آنالوگ یک دستگاه، محافظت از خود سیگنال بسیار دشوارتر است.
این پژوهش بار دیگر نشان می‌دهد که حتی دستگاه‌های بسیار ساده و آشنا نیز می‌توانند تا چه اندازه پیچیده و غیرقابل‌پیش‌بینی باشند.
گاهی اوقات حتی قوی‌ترین سازوکارهای حفاظت از داده‌های دیجیتال نیز زمانی که اطلاعات به شکل آنالوگ تبدیل می‌شوند، دیگر نمی‌توانند از آنها محافظت کنند.
